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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIADE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES
Y ADMINISTRATIVAS
”ESTUDIO Y APLICACIÓN NORMATIVA EN LA FABRICACIÓN DEL CEMENTO”
MÉXICO D.F. 2010
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
I N G E N I E R O I N D U S T R I A L
P R E S E N T A N
R A M Ó N I S A I M O N T A L V Á N L U N AD I A N A L E N Y S U Á R E Z M O R AA L M A E D I T H T É L L E Z L I N A R E S
ÍNDICE
RESUMEN………………………............................................................ i
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………… ii
CAPÍTULO I. Generalidades…………………………………………….. 1
1.1 Historia del cemento..................................................................................................... 1
1.2 Definición de cemento.................................................................................................. 8
1.2.1 Definiciones generales ................................................................................... 10
1.3 Componentes del cemento ........................................................................................ 15
1.4 Clasificación de los cementos en México. ................................................................ 26
1.5 Tipos de cementos ..................................................................................................... 30
CAPÍTULO II. Proceso de Fabricación del cemento.......................40
1.1 Vía seca y semiseca. .................................................................................................. 42
2.2 Vía Húmeda................................................................................................................. 43
2.3 Tipos de molinos. ....................................................................................................... 44
2.4 Proceso de cocción: Hornos...................................................................................... 48
2.4.1 Horno vertical. ................................................................................................. 48
2.4.2 Horno rotatorio................................................................................................ 49
2.5 Clinker composición y nomenclatura ........................................................................ 52
2.6 Propiedades de los constituyentes principales. ....................................................... 56
2.7 Fraguado y endurecimiento ....................................................................................... 62
2.8 Características Físicas y Mecánicas.......................................................................... 67
2.9 Almacenamiento......................................................................................................... 78
2.9.1 Cemento a Granel............................................................................................ 79
2.9.2 Empaque.......................................................................................................... 80
2.9.3 Transporte del cemento.................................................................................. 82
2.10 Usos y aplicaciones principales del cemento ........................................................... 85
CAPÍTULO III. Panorama General de la industria del cemento en
México………………………………………………………………………87
3.1 Presencia de la industria del cemento en nuestro país............................................ 87
3.2 Principales empresas productoras y comercializadoras.......................................... 87
3.3 Yacimientos de Materias Primas para la elaboración del Cemento. ........................ 90
3.4 Exportación e Importación del cemento y materias primas ..................................... 94
3.5 Producción, distribución de cemento en México.....................................................102
CAPÍTULOIV. Situación económica del cemento en México.......106
4.1 Principales actividades dependientes de la industria cerámica en el país.............106
4.2 Distribución de materias primas en el mercado nacional ......................................107
4.3 Principales centros de investigación y desarrollo...................................................111
CONCLUSIONES:………………………………………………………. 124
BIBLIOGRAFÍA:………………………………………………………….125
GLOSARIO:……………………………………………………………… 128
ANEXOS…………………………………………………………………..131
i
RESUMEN
La industria del cemento en México, ha tenido un gran desarrollo en los últimos años,
creando centros de apoyo, servicio, investigación, evaluación y comportamiento de materiales y
acreditación, relacionados con el estudio del cemento y del concreto. Además la industria se
caracteriza por ser de las más eficientes del mundo, gracias a las inversiones continuas en
tecnología y equipamiento de punta; capacidad técnica de su personal; y la seguridad de sus
procesos, equipos y operaciones. Esto permite que México se encuentre entre los 15 principales
productores de cemento en el mundo.
La industria cementera, está conformado principalmente, por seis empresas que operan en
el país: CEMEX, HOLCIM APASCO, Grupo Cementos Chihuahua, Cementos Cruz Azul,
Corporación Moctezuma y Lafarge, de estas corporaciones se tienen 32 plantas, ubicadas a lo
largo de la república mexicana en los estados de Baja California, Sonora, Chihuahua, Coahuila,
Nuevo León , San Luis Potosí , Veracruz, Hidalgo, Aguascalientes, Jalisco, Colima, D.F., Puebla,
Guerrero, Oaxaca, Tabasco y Yucatán que ofrecen al consumidor productos que cumplen con las
normas de calidad nacional e internacional.
Es por ello que la industria cementera en el país es importante para el crecimiento
económico del país esto nos lleva a seguir y cumplir una serie de normas establecidas por el
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, estas
normas detallan cada uno de los métodos o procesos a seguir en diversos ámbitos desde la
fabricación del cemento hasta el transporte del mismo.
Definiendo así a los cementos, a los conglomerantes hidráulicos que, convenientemente
amasados con agua, forman pastas que fraguan y endurecen a causa de las reacciones de
hidrólisis e hidratación de sus constituyentes, dando lugar a productos hidratados mecánicamente
resistentes y estables tanto al aire como bajo agua. (NMX-C-021-ONNCCE-2004)
Para fabricar cemento pueden utilizarse tanto materiales de origen natural como productos
industriales, la única y fundamental condición es, que sean minerales que contengan los
componentes principales del cemento: cal, sílice, alúmina y óxidos de hierro. Estos componentes
raramente se encuentran en las proporciones deseadas en una sola sustancia. Por tanto la
mayoría de las veces se ha de elegir la mezcla de un componente rico en cal (componente
calcáreo) con otro pobre en cal pero que contengan sílice, alúmina y hierro (componente arcilloso).
ii
INTRODUCCIÓN
La industria del cemento en México se caracteriza por ser de las más eficientes del mundo,
gracias a: las inversiones continuas en tecnología y equipamiento de punta; capacidad Técnica de
su personal; y la seguridad de sus procesos, equipos y operaciones.
Esto le permite que México se encuentre entre los 15 principales productores de cemento
en el mundo. La Industria está compuesta por 6 empresas (dentro de las cuales se encuentran las
3 más grandes a nivel mundial: Lafarge, Holcim y Cemex), 32 plantas, con una capacidad total de
51.0 mmt (millones de toneladas métricas).
Cabe destacar que en el caso de los mercados desarrollados el consumo es justamente al
revés de como se da en México: por ejemplo, en EUA la composición del consumo es: 90% a
granel y 10% en sacos. La industria del cemento en México es un usuario intensivo del transporte
de mercancías, en todas sus modalidades. Este transporte se caracteriza por su compleja logística
y conectividad (multimodal). Esto se debe principalmente a: Área geográfica: 2 millones de km2;
Litorales: 11,122 kilómetros; Población de 107 millones de habitantes; Sistemas de montañas a lo
largo del territorio; Poblaciones de baja densidad dispersas; carreteras insuficientes y, en algunos
casos, en condiciones precarias; y Un sistema de ferrocarril insuficiente.
A esto hay que sumarle que generalmente el transporte de cemento es multimodal (varios
medios de transporte) lo que implica que además de su complejidad mencionada hay que sumarle
la necesidad de una eficiente conectividad. Aquí la Industria se enfrenta a diversos problemas de
infraestructura: por ejemplo las empresas cementeras deben tener contar con una terminal
portuaria para despachar el cemento y tener barcos con las especificaciones necesarias para
transportarlo.
Concluyendo así que El mercado del cemento es muy competitivo en el mundo. En México
está compuesto por dos segmentos. El primero, relacionado con la autoconstrucción, que es el
principal motor de la industria; y el segundo, con la construcción de infraestructura y vivienda, ya
sean de carácter público o privado.
Para que una empresa sea competitiva debe asegurar la calidad de sus productos para ello
es indispensable que cada uno de los procesos, métodos y actividades de la fabricación del
cemento este regido dentro de la normatividad de la industria de la construcción, mismas que están
iii
regidas por la ONNCCE (Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción
y Edificación), esta organización asegura la calidad de los productos y verifica que se cumpla a
detalle cada una de las normas.
MARCO METODOLÓGICO
1.1 Planteamiento del problema
El estudio de las principales industrias cementeras del país, implica un análisis complejo,
ya que no solo se concentra en la producción de cemento se debe ahondar más allá en sus
procesos de obtención, haciendo de esta un campo que el ingeniero industrial debe abordar.
Además el estudio, no solo implica conocer los materiales que lo constituyen, los procesos y
métodos, también es necesario que todos estos rubros estén regidos dentro de una normalización,
estas normas van a depender de la actividad o proceso que se desee obtener. México como todos
los países productores de cemento también cuenta con una serie de normas que deben acatar
cada uno de los procesos o métodos de obtención del cemento, la finalidad de que todo este
guiado dentro de estas normas es asegurar la calidad del producto final y que el consumidor tenga
la seguridad de que el producto que está adquiriendo cumplirá con sus necesidades y finalmente
tener un producto competitivo dentro del mercado nacional e internacional.
También debemos considerar que la industria del cemento forma parte importante del
desarrollo económico y social del país, por ello es importante que se conozca la importancia del
crecimiento de esta industria y aunado el impacto que crea dentro de nuestra vida cotidiana.
La industria del cemento en México, ha tenido un gran desarrollo en los últimos años,
creando centros de apoyo, servicio, investigación, evaluación y comportamiento de materiales y
acreditación, relacionados con el estudio del cemento y del concreto.
México es un país que cuenta con una gran diversidad de materiales cerámicos, entre los
que el cemento es de carácter principal, industria en pleno crecimiento y una de las más
desarrolladas del país. Cuenta con altos estándares de calidad, con procesos controlados y que no
requieren una modificación sustancial, solo requiere de apoyos continuos en su proceso elemental
de investigación, tarea que continúa con la creación de centros de apoyo, tanto públicos como
privados, y que constituyen importantes oportunidades comerciales desde una perspectiva a
mediano plazo. Es por ello que el conocimiento de la situación de la industria cementera en México
es de vital importancia, así como el estar al tanto de las políticas, tendencias del mercado, centros
iv
de soporte técnico, evaluación y caracterización de materia prima y productos, así como una
adecuada asesoría, requeridos para asegurar la calidad de los materiales utilizados y de los
productos finales.
La industria cementera, está conformado principalmente, por seis empresas que operan en
el país: CEMEX, HOLCIM APASCO, Grupo Cementos Chihuahua, Cementos Cruz Azul,
Corporación Moctezuma y Lafarge, de estas corporaciones se tienen 32 plantas, ubicadas a lo
largo de la república mexicana en los estados de Baja California, Sonora, Chihuahua, Coahuila,
Nuevo León , San Luis Potosí , Veracruz, Hidalgo, Aguascalientes, Jalisco, Colima, D.F., Puebla,
Guerrero, Oaxaca, Tabasco y Yucatán que ofrecen al consumidor productos que cumplen con las
normas de calidad nacional e internacional.
La creciente demanda de este cerámico, implica una constante investigación de nuevos y
mejores productos que proporcionen una mejor calidad, haciendo de este un mercado más
competitivo entre las diferentes empresas. La industria del cemento en México, ha creado centros
de apoyo, servicio, investigación, evaluación y comportamiento de materiales y acreditación,
relacionados con el estudio del cemento y del concreto estos centros son: Centro de Investigación
y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV) ,Centro de Investigación en
Materiales Avanzados (CIMAV), Centro de Investigación y Desarrollo Industrial(CIDI),Consejo
Nacional de Ciencia Y Tecnología (CONACYT) ,Centro Tecnológico del Concreto (CTC), Instituto
Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCYC), Cámara Nacional de Cemento (CANACEM) ,
Centro de Tecnología Cemento y Concreto ( C.T.C.C. ). Así, la situación de la industria cementera
en México tiene un papel estratégico en la producción nacional.
En este contexto el presente trabajo se enfoca al diagnóstico, conocimiento, estudio y
caracterización de las principales etapas de obtención del cemento dirigidos dentro de la
normalización de la industria de la construcción, desde una perspectiva de la ingeniería industrial,
como una acción necesaria para la integración de los profesionales de esa área en el campo de
labores que ofrece esta industria tan plena de recursos.
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo general
Obtener información general de la industria del cemento en México y su importancia a nivel
internacional mediante un enfoque de la ingeniería industrial, basados en la normatividad y la
aplicación de la misma en cada uno de los conceptos, actividades y métodos, relacionados con la
v
extracción de materias primas, obtención del cemento y almacenamiento. Así como dar a conocer
un panorama general de la trascendencia que implica el desarrollo de esta industria en México.
1.2.2 Objetivos específicos
Análisis y aplicación de las normas vigentes de la industria de la construcción
enfocadas en la fabricación del cemento.
Recopilación de información actualizada de la industria del cemento.
Conocer detalladamente el procesos de fabricación del cemento y clinker
Comprender los factores que pueden afectar la calidad del cemento
Averiguar los componentes del cemento y el proceso de obtención de los mismos.
Analizar la importancia del desarrollo de la industria de la construcción en la economía
mexicana.
Conocer los usos diversos del cemento así como los tipos de cementos existentes en
el mercado.
1.3 Justificación del proyecto
La elaboración de este estudio se realiza con el propósito de conocer las propiedades
integrales de los cementos, especialmente del cemento portland tanto gris como blanco, ya que
este cerámico posee características peculiares de gran interés para la construcción y la industria,
en el marco de sus componentes, normas establecidas, procesos y usos en general, a través de
técnicas experimentales y bibliográficas, con el objeto de conocer esta industria.
El estudio de este proyecto se desarrollara en base al cemento, ya que este cerámico
forma parte fundamental del desarrollo de nuestro país y de la economía, por ello es indispensable
conocer las normas que rigen a la industria de la construcción en México.
El cemento es una base fundamental en viviendas, carreteras, aceras, puentes, presas,
contenedores de desechos sólidos, etc., es vital conocer los tipos de cementos requeridos en las
actividades industriales y de construcción, así como saber la tecnología empleada y los procesos
actuales, para proceder en la obtención de productos mejores.En la actualidad la demanda del
cemento está creciendo, debido a las numerosas obras que se están realizando aunado a esto las
crecientes exportaciones que se están efectuando gracias al precio y calidad que el cemento
mexicano ofrece, competiendo con países como China, Tailandia y Brasil.Se analizarán las
diversas normas de la industria de la construcción y la aplicación de estas en cada uno de los
vi
conceptos, procesos y métodos de fabricación del cemento, y las distintas cementeras deben
acatar para ofrecer un producto de calidad.
1
CAPÍTULO I. Generalidades
1.1 Historia del cemento
El uso del cemento en la historia tiene sus orígenes desde la prehistoria cuando se utilizaban
bloques de piedra de gran tamaño y cuya estabilidad dependía de su colocación, en Egipto se
utilizaban ladrillos de barro o adobe secados al sol y colocados en forma regular pegándolos con
una capa de arcilla del Nilo con o sin paja para crear una pared sólida de barro seco, este tipo de
construcción prevalece en climas desérticos donde la lluvia es nula, y todavía se practica en
muchas partes del planeta.
Los griegos fueron los primeros en percatarse de las propiedades cementantes de los depósitos
volcánicos al ser mezclados con cal y arena que actualmente conocemos como puzolanas (latín:
puteoli, un pueblo cercano a la bahía de Nápoles).En Grecia, en la isla de Creta, se utilizaba en la
cal mezclada con arena para hacer mortero.
Los romanos adaptaron y mejoraron esta técnica para lograr construcciones de gran
durabilidad como son el Coliseo Romano y el Panteón Roma así como un sin número de
construcciones desperdigadas por todo el Imperio Romano, estas construcciones han sobrevivido
hasta esta época, con su material cementante aún duro y firme.
La palabra cemento es el nombre de varias sustancias adhesivas, se deriva del latín
caementum, porque los romanos llamaban opus caementitium (obra cementico) a la grava y a
diversos materiales parecidos al hormigón que usaban en sus morteros, aunque no eran la
sustancia que los unía.
Ya para los siglos XI al XVII se mejoran las técnicas para preparar morteros, basándose en
el proceso de los romanos, poco a poco su calidad va mejorando y se comienza a utilizar en un
proceso continuo. En la Edad Media hubo una disminución general en la calidad y el uso del
cemento, y no fue sino hasta el siglo XVIII que se comienza a reconocer el valor de la arcilla sobre
las propiedades hidráulicas de la cal.
En 1756, John Smeaton, un ingeniero Inglés, encuentra las proporciones en las materias
primas para poder conformar cemento y con ello aparecen también los primeros concretos, en
1796 James Parker obtiene la patente para un cemento hidráulico natural conocido como cemento
2
de Parker o cemento romano. En 1824, James Parker y Joseph Aspdin obtienen la patente del
“cemento Portland”, por calcinación de nódulos de caliza arcillosa.
El nombre de cemento Portland, concebido originalmente debido a la semejanza de color y
calidad entre el cemento fraguado y la piedra de Portland, una caliza blanco-plateada que se
extraía hacía más de tres siglos de unas canteras existentes en la pequeña península de Portland
(6,5 kilómetros de largo por 2,5 de ancho), en la costa sur del Condado de Dorset, en Inglaterra,
Figura 1.
El nombre de cemento Portland se ha conservado a través del mundo hasta nuestros días,
para describir un cemento que se obtiene de la mezcla minuciosa de materiales calcáreos y
arcillosos u otros materiales que contienen sílice, alúmina, u óxidos de hierro, calentándolos a una
temperatura de formación de clinker, y mezclándolo posteriormente.
En el siglo XIX, L. J. Vicat prepara una cal hidráulica al calcinar una mezcla de creta y
arcilla molida en forma de lodo, de esta manera nace lo que hoy se conoce como el método
húmedo.
Figura 1. Cantera donde se obtiene la piedra caliza que da origen al nombre de cemento Portland.
En 1845, Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado, alta
temperatura, una mezcla de caliza y arcilla hasta la formación del "clinker". Ya para 1867 se crean
las primeras losas con refuerzo metálico embebido en concreto, en 1868 se realiza el primer
3
embarque de cemento Portland de Inglaterra a los Estados Unidos, además en este mismo año el
jardinero Monier construyó un depósito de agua de 200 m³, y sus procedimientos fueron aplicados
en la construcción de bóvedas armadas, y después, en vigas rectas.
Poco tiempo después en 1871 la compañía Coplay Cement produce el primer cemento
Portland en los Estados Unidos. Posteriormente en 1877 se funda se funda la primera asociación
para fijar las especificaciones del cemento Portland en Alemania, para controlar la calidad del
producto, el primer horno rotatorio es utilizado para la producción de clinker en 1886 y en 1890 se
introduce el yeso como retardarte del fraguado y se utilizan altas temperaturas para obtener
silicatos con alto contenido de óxido de calcio.
En el siglo XX se realizaron grandes avances como lo es la estandarización de las pruebas
básicas del cemento, además de comenzarse a introducir las innovaciones del concreto armado a
la Arquitectura e Ingeniería; y es a partir de este momento cuando alcanza un gran desarrollo en la
sistematización de sus técnicas, métodos constructivos y cálculos. Con este crecimiento
tecnológico nacen industrias relacionadas o derivadas del cemento; para controlar mejor su uso y
para su empleo más eficiente, se crean industrias como: del concreto premezclado, de la
prefabricación, del pre-esfuerzo, tubos, blocks, entre otros.
En 1904 se funda la Institución Británica de Estándares, se publica la primera
especificación del Cemento Portland por la American Society for Testing Materials (ASTM) y
comienzan las investigaciones sobre las propiedades del cemento con una base científica y
sistemática. En 1908 se patenta el cemento aluminoso (Lafarge), Thomas Edison promueve una
patente para hornos rotatorios en 1909.
Se patenta el Cemento Sulfoaluminoso (Klein) en 1960 y en 1985 las cenizas volantes son
introducidas como aditivo puzolánico, Tabla 1.
En México en el año de 1906 nace la primera planta cementera mexicana, en Hidalgo,
Nuevo León, lo que hoy en día es el "GRUPO CEMEX", empresa que tenía una capacidad de
20,000 toneladas por año.
En 1931 Cementos Hidalgo y Cementos Portland Monterrey se fusionan para formar
Cementos Mexicanos, actualmente CEMEX, misma empresa que en 1992 es considerada como el
cuarto productor de cemento a nivel mundial con una producción de 30.3 millones de toneladas por
año, Tabla 2.
4
Tabla 1: Cronología de la industria del cemento a nivel mundial
AÑO EVENTO
PrehistoriaSe utilizaron bloques de piedra de gran tamaño y cuya estabilidad dependía de su
colocación.
400 A.C.Los romanos usaban una ceniza volcánica llamada puzolana como cementante
natural, proveniente del monte Vesubio.
500 - 1200Se emplean morteros con arena gruesa y cal, mezclada con carbón de madera, tierra
cocida, escayola o tejoleta.
1300 Se reintroduce la técnica de incinerar cal y agregarle puzolana.
1756 - 1830 Se hace uso del cemento natural, el cual era una mezcla natural de cal y arcilla.
1796James Parker patenta un cemento hidráulico producido al calcinar módulos de cal
impuros que contienen arcilla.
1800-1850Este periodo fue caracterizado por la aplicación de tres materiales: el acero, el cristal
y el concreto.
1812Louis Vicat de Francia prepara una cal artificial al calcinar mezclas sintéticas de
arcilla y cal.
1818 Murice St Leger obtiene una patente por un cemento hidráulico.
1820 Se asoció un entrampado de barras de hierro con concreto en ambas caras.
1822 James Frost prepara cal artificial denominado Cemento Británico.
1824 Joseph Aspdin patenta la fórmula de cemento Portland.
1828Se lleva a cabo el primer uso de ingeniería del cemento Portland en el túnel bajo el
río Támesis.
5
AÑO EVENTO
1836 Se realiza la primera prueba sistemática de tensión y compresión en Alemania.
1845Isaac Johnson logra temperaturas suficientemente altas para clinkerizar la materia
prima.
1847Isaac Johnson descubre la necesidad de quemar los materiales hasta el punto de
fusión.
1849 Pettenkofer y Fuches llevan a cabo el primer análisis químico del cemento portland.
1850 Se usa el concreto en botes por Jean - Louis Lambot.
1861El francés Coignet construye un solar con el principio de entrampado de acero y
cimbrado para recibir el concreto.
1862Blake Stonebreaker introduce los trituradores de quijadas para moler la materia
prima.
1867 Se crean las primeras losas con refuerzo metálico embebido en el concreto.
1873 Se construye el primer puente haciendo uso de concreto.
1877Se funda la primera asociación para fijar especificaciones del Cemento Portland, en
Alemania para controlar la calidad del producto
1884 Earnest L. Ransom patenta un sistema de refuerzo usando varillas.
1885F. Ransome patenta un horno horizontal que podía ser rotado, de modo que el
material podía moverse gradualmente de un lado al otro dentro del horno.
1886 Se construye el primer horno rotatorio en Inglaterra.
1887Henri Le Chatelier establece los porcentajes de óxidos y compuestos necesarios para
preparar el cemento portland.
6
AÑO EVENTO
1889 Se construye el primer edificio y el primer puente de concreto reforzado.
1890 Se adiciona yeso al clinker como regulador del fraguado.
1893
Michaelis desarrolla una nueva teoría de fraguado al criticar los trabajos de Le
Chatelier. Las dos teorías generadas, la coloide y el cristaloide son la base de las
teorías actuales de hidratación.
1900 Se estandarizan las pruebas para el cemento.
1903Se comienzan a introducir las innovaciones del concreto armado a la Arquitectura e
Ingeniería.
1904Se funda la Institución Británica de Estándares, se publica la primera especificación
del Cemento Portland por la American Society for Testing Materials (A. S. T. M.)
1908 Se patenta el cemento aluminoso (Lafarge).
1909 Thomas Alba Edison obtiene una patente para los hornos rotatorios.
1923Nace el Comité para propagar el uso del cemento Portland con aportaciones de 4 de
las 5 empresas que existían en ese entonces.
1927 Eugene Freyssinet inventa el concreto pre - esforzado.
1930Agentes inclusores de aire son introducidos para mejorar la resistencia del concreto
al daño por congelamiento.
1940Se desarrollan los primeros hornos de vía húmeda, los cuales eran el doble de
eficientes a los hornos rotativos anteriores.
1960 Se patenta el cemento sulfoaluminoso (Klein)
1970Se desarrollan los hornos largos vía seca y se introduce el fibrocemento en el
concreto.
7
AÑO EVENTO
1985 Cenizas volantes son introducidas como aditivo puzolánico.
Tabla 2: Cronología de la industria del cemento en México.
AÑO EVENTO
1906Nace la primer planta cementera mexicana, en Hidalgo, N.L. que a la postre
surgiera, lo que hoy en día es el "GRUPO CEMEX".
1928 Se funda Holcim Apasco en el Municipio de Apaxco, Estado de México,
1931Cementos Hidalgo y Cementos Portland Monterrey se fusionan para formar
Cementos Mexicanos, actualmente CEMEX.
1942 Creación de la Comisión Reguladora del Cemento.
1944 Creación de la Oficina de la Industria del Cemento
1948Se crea la Cámara Nacional del Cemento (CANACEM) con la participación de
todas las empresas constituidas como Sociedades Anónimas.
1953La CANACEM inicia a concentrar estadísticas de las condiciones de higiene y
seguridad que prevalecen en todas las fábricas de cemento.
1959
Se funda el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, el cual adopta las
funciones de divulgación del cemento y del concreto, así como la participación en
la elaboración de normas de calidad del cemento y del concreto.
1970-1980
Holcim Apasco adquiere Cementos Veracruz, nace y se expande la división de
concreto premezclado, e inicia operaciones la planta cementera de Macuspana,
Tabasco.
1970Holcim Apasco adquiere Cementos Acapulco.
Inician operaciones las plantas de cemento de Ramos Arizpe, Coahuila y
8
AÑO EVENTO
Tecomán, Colima, y comienza a operar el Centro Tecnológico del Concreto en
Toluca, Estado de México.
1973
Se edita el primer anuario que incluye información relevante acerca de la
producción y el consumo de cemento en México, así como datos referentes a la
industria.
1992
Se firma un convenio con el IMSS para diferenciar a la industria del cemento de la
industria de yeso y de la cal, con objeto de pagar cuotas que se ajusten más a la
realidad.
1994
Se establece en conjunto con el IMSS el Premio Nacional de Seguridad e Higiene
en el Trabajo.
Se logra que la SCT reinicie la utilización de concreto en pavimentos carreteros,
terminando así con un mito que duró 70 años.
La CANACEM participa como socio fundador del Organismo Nacional de
Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación (ONNCEE)
2000 - 2002Comienza a operar la segunda línea de operación de la planta cementera de
Ramos Arizpe.
2008Holcim Apasco Inicia la construcción de una nueva planta cementera en
Hermosillo, Sonora
1.2 Definición de cemento
De acuerdo a la norma NMX-C-021-ONNCCE-2004 que habla sobre INDUSTRIA DE LA
CONSTRUCCIÓN CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE
PRUEBA; Este producto es llamado también cemento para albañilería desde sus inicios se ha
conocido también con el nombre de mortero, esta denominación ha permanecido más por tradición
que por tratarse de alguna palabra con origen técnico.
Aprovechando el proceso de modernización que está viviendo México en el tema de
9
normalización, se ha querido corregir el nombre de este producto, por el nombre que se le da
internacionalmente el cual es ¨cemento para albañilería¨.1
Se definen como cementos, los conglomerantes hidráulicos que, convenientemente
amasados con agua, forman pastas que fraguan y endurecen a causa de las reacciones de
hidrólisis e hidratación de sus constituyentes, dando lugar a productos hidratados mecánicamente
resistentes y estables tanto al aire como bajo agua.
El nombre de cemento se cree deriva de caementum, que en latín significa argamasa y
procede, a su vez, del verbo caedare (precipitar).Antiguamente, se aplicaba a los morteros en
general, cualquiera que fuera la substancia aglomerante y desde el año 1792, en que Parker
patento su cemento natural, a los productos resultantes de la cocción de caliza y arcilla.
El uso de aglomerantes fue muy extendido en Grecia y sobre todo en Roma, donde
utilizaron en sus construcciones un hormigón a base de cal grasa, áridos y punzolanas naturales.2
Naturaleza.
Las dos materias primas principales utilizadas en la fabricación de los cementos son las
piedras calizas con riqueza en carbonato cálcico superior al 85% y las arcillas que aportan sílice,
alúmina y hierro. Se suelen utilizar con frecuencia la mezcla naturales de las anteriores
denominadas magras que, según sean ricas en un uno u otro compuesto se llama margas calizas
o arcillosas.
Es muy frecuente añadir otros productos que compensen la falta de algún componente
como, arena para aportar sílice, piritas por el hierro o bauxita para la alúmina. Estos componentes
se denominan correctores y sirven para ajustar muy exactamente la composición final del cemento.
Las calizas son materiales pétreos de diferentes procedencias (sedimentación química u orgánica)
y de pureza variable aunque compuestas principalmente por carbonato de calcio (CO3Ca
1Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S.C. (2004). Norma Mexicana: NMX-C-021-ONNCCE-2004 (Esta norma cancela y sustituye a la NMX-C-021-1981) Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 27 dejulio de 2004: “Industria de la construcción- Cementos para albañilería (mortero)- Especificaciones y métodos de prueba” Building industry. Masonry cement. Specifications and test methods. México: ONNCCE.2Sonja S. Singer. Capítulo 10. Cementos en su Enciclopedia de la Química Industrial- Tomo 9-Cerámica Industrial 9° edición, URMO, México. 2005 Capítulo.
10
carbonato de magnesio (CO3Mg), como impureza nociva y pequeñas cantidades de sílice, alúmina
y hierro.
Las arcillas son silicatos alumínicos hidratados, conteniendo también óxidos de hierro y
pequeñas cantidades de carbonato de calcio (CO3Ca), carbonato de magnesio (CO3Mg), álcalis o
sulfatos por su origen sedimentario.
Las margas son rocas producidas por precipitación conjunta de productos arcillosos y
calizos, conteniendo carbonato de calcio en cantidades próximas al 70%.
Para la correcta selección de las materias primas hay que tener en cuenta diversos
factores:
Fácil explotación de la cantera y el transporte.
Facilidad de machaqueo y molienda.
Baja retención de humedad.
Calidad y composición uniforme facilitando la homogenización de la mezcla.
Baja temperatura de reacción entre sus óxidos.
1.2.1 Definiciones generales
La palabra cemento tan ampliamente difundida se aplica a todo tipo de producto o mezcla
de ellos, que presenta propiedades adhesivas. Por lo tanto quedan incluidos en esta definición los
compuestos arcillosos, aluminosos y magnesianos así como las resinas sintéticas.
Tomando en cuenta la norma NMX-C-021-ONNCCE-2004, de INDUSTRIA DE LA
CONSTRUCCIÓN CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE
PRUEBA; tenemos las siguientes definiciones:
Cemento para albañilería (mortero)
El mortero es el material formado por un cemento hidráulico finalmente pulverizado, que
agregar agua y arena, tiene la propiedad de fraguar tanto en el aire como en el agua y formar una
masa endurecida que adquiere resistencia mecánica con el paso del tiempo hasta un punto
11
máximo.3
Sus componentes pueden ser piedra caliza, arcilla, puzolana, escoria granulada de alto
horno, ceniza volante y yeso. A criterio del productor puede incorporarse además, como auxiliares
de la molienda o para impartir determinadas propiedades, otros materiales en proporción tal que no
sean nocivos para el comportamiento posterior del producto. El cemento para albañilería al
mezclarse con arena y agua, produce morteros con características especiales que son utilizados
para el pegado de tabiques, enjarres, repellados, aplanados, trabajos decorativos, etc.
Conglomerantes hidráulicos
De un modo general, podemos definir como conglomerante hidráulico aquellos productos
que, amasados con agua, fraguan y endurecen sumergidos en dicho líquido y son prácticamente
estables en contacto con él.
Se emplean normalmente en forma de pastas, morteros u hormigón en las que el cemento
es el componente adhesivo y resistente, siendo esto fundamental en el elemento árido, tanto por el
tipo como por la forma y granulometría.
Cementos
Son conglomerante hidráulicos, esto es, materiales artificiales de naturaleza inorgánica y
mineral, que finamente molidos y convenientemente amasados con agua forman pastas que
fraguan y endurecen a causa de las de las reacciones de hidrólisis e hidratación de sus
constituyentes, dando lugar a productos hidratados mecánicamente resistentes y estables tanto al
aire como en presencia del agua.
Los cementos deberán ser materiales naturales muy finos (0-150 mm) y estadísticamente
homogéneos, cuyo aceptable grado de uniformidad de propiedades y de comportamiento solo se
puede conseguir mediante procesos continuos y continuados de fabricación (selección,
3Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S.C. (2004). Norma Mexicana: NMX-C-021-ONNCCE-2004 (Esta norma cancela y sustituye a la NMX-C-021-1981) Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 27 de julio de 2004: “Industria de la construcción- Cementos para albañilería (mortero)- Especificaciones y métodos de prueba” Building industry. Masonry cement. Specifications and test methods. México: ONNCCE.
12
dosificación, molduración, homogenización de materias primas y de productos intermedios y
clinkerización de crudos), así como de realizaciones periódicas y frecuentes de control de calidad,
todo ello llevado a cabo mediante operaciones de autocontrol de los fabricantes, ejecutadas por
personal calificado y con maquinaria, equipos e instrumentos idóneos.
Cementos portland
Dentro de los conglomerantes, los cementos y en particular los portland y sus derivados,
ocupan el principal lugar en cuanto a consumo e importancia en la construcción. Su obtención a
basa de piedras calizas y arcillas, materias primas abundantes y relativamente económicas, tanto
si son naturales como subproductos industriales hace que sea el primer material de construcción
en la actualidad dada sus cualidades.
En los últimos años el clásico cemento portland ha dejado de ser el principal cemento
siendo sustituido por otros como el portland por adiciones. En determinados empleos además, los
portland no son adecuados y se utilizan cementos especiales (aluminosos, siderúrgicos, etc.)
Definición: Se define el cemento portland como “ El producto artificial que resulta de
calcinar hasta principio de fusión mezclas homogéneas de calizas y arcillas obteniéndose el
clinker, el cual se pulveriza junto con yeso que actúa como retardador del fraguado, pudiendo
añadirse otros productos activos o no”.
De la anterior definición se deduce el siguiente esquema:
Por ello se comprende el que sea el primer material de construcción en la actualidad, ya
que se consigue un producto de buenas cualidades mecánicas a base de materias primas
abundantes y económicas, tanto si son productos naturales como subproductos industriales
resultado de la fabricación de otros materiales (escorias, cenizas volantes, etc.).
Materias Primas
Crudo ClinkerCemento Portland
Dosificación
Calcinación
Yeso, Adiciones
13
El esquema de los cementos, particularizando para los de tipo portland y sus formas de
empleo queda como sigue:
El cemento es el producto industrial más utilizado en el mundo, su bajo precio, versatilidad
y altas prestaciones permiten un amplio campo de aplicaciones.4
El cemento, como un material cerámico, es el conglomerante hidráulico por excelencia,
elaborado a partir de la cocción y molienda de materiales pétreos seleccionados, según un riguroso
control medioambiental y de calidad de productos.
Para comprender mejor cada uno de los conceptos que se estarán empleando, se detalla
una lista de definiciones las cuales están establecidas dentro de la norma mexicana NMX-C-414-
ONNCCE-2004(“Industria de la Construcción-Cementos Hidráulicos-Especificaciones y Métodos de
Prueba”).Para los efectos de esta norma mexicana se establece las siguientes definiciones.
Caliza: Son materiales de naturaleza inorgánica y origen mineral carbonatado, compuestos
principalmente por carbonato de calcio y que se utiliza para mejorar las propiedades y el
comportamiento del cemento.
Características especiales de los cementos: Son la resistencia al ataque de sulfatos, la
baja reactividad álcali agregado, el bajo calor de hidratación y el color blanco. Los respectivos
cementos deben tener una designación adicional acorde con la (s) característica (s) especial (es)
que presente (n).
Cementos Resistentes a los Sulfatos: Son aquellos cementos que por su
4Sonja S. Singer. Enciclopedia de la Química Industrial- Tomo 9- Cerámica Industrial 9° edición, URMO, México. 2005
Conglomerantes
HidráulicosCementos Portland Pasta simple morteros
Hormigones
14
comportamiento cumplen con el requisito de expansión limitado de acuerdo con el método de
prueba establecido.
Cementos de Baja Reactividad Álcali agregado: Son aquellos cementos que cumplan
con el requisito de expansión limitada en la reacción álcali agregado, de acuerdo con el método de
prueba establecido.
Cementos de Bajo Calor de Hidratación: Se considera a aquellos cementos que
desarrollen un calor de hidratación igual o inferior al especificado en esta norma.
Cementos Blancos: Se consideran todos aquellos cuyo índice de blancura cumpla con el
valor especificado en la presente norma.
Cemento hidráulico: Es un material inorgánicos finamente pulverizado, que al agregarle
agua, ya sea solo o mezclado con arena, grava, asbesto u otros materiales, tiene la propiedad de
fraguar y endurecer, incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y
que, una vez endurecido, desarrolla su resistencia y conserva su estabilidad.
Cemento con escoria granulada de alto horno: Es el cemento que resulta de la
integración de clinker Portland y usualmente sulfato de calcio.
Cemento Portland Ordinario: Es el cemento producido a base de la molienda de clinker
Portland y usualmente sulfato de calcio.
Cemento Portland Compuesto: Es el cemento que resulta de la integración de clinker
Portland, sulfato de calcio y una mezcla de materiales puzolánicos, escoria de alto horno y caliza.
En el caso de la caliza, este puede ser componente único.
Cemento Portland con Escoria Granulada de alto horno: Es el cemento que resulta de
la integración de clinker Portland, escoria granulada de alto horno y sulfato de calcio.
Cemento Portland con Humo de Sílice: Es el cemento que resulta de la integración de
clinker Portland, humo de sílice y sulfato de calcio.
Cemento Portland Puzolánico: Es el cemento que resulta de la integración de clinker
15
Portland, materiales puzolánicos y sulfato de calcio.
Cenizas volantes: Las cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o por
captación mecaniza de los polvos que acompañan a los gases de combustión de los quemadores
de centrales termoeléctricas alimentadas con carbones pulverizados. Se considera como
materiales puzolánicos.
Clinker Portland: Es el producto artificial obtenido por sintonización de los crudos
correspondientes, es decir, por la calcinación ysintonización de los mismos a la temperatura y
durante el tiempo necesario, y por enfriamiento adecuado, a fin de que dichos productos tengan la
composición química y la constitución mineralógica requerida. Los crudos de clinker Portland son
mezclas suficientemente finas, homogéneas y adecuadamente dosificadas a partir de materias
primas que contiene cal (CaO), sílice (SiO2), alúmina (Al2O3), oxido férrico (Fe2O3) y pequeñas
cantidades de otros compuestos minoritarios, los cuales se clinkerizan.
Escoria granulada de alto horno: Es el subproducto no metálico constituido
esencialmente por silicatos y aluminosilicatos, que se obtienen por el enfriamiento brusco con agua
o vapor y aire, del residuo que se produce simultáneamente con la fusión de minerales de fierro en
el alto horno.
Puzolana: Las puzolanas son sustancias naturales, artificiales o subproductos industriales,
silíceas o silicoaluminosas, o una combinación de ambas, las cuales no endurecen por sí mismas
cuando se mezclan con agua, pero finamente molidos, reaccionan en presencia de agua a la
temperatura ambiente con el hidróxido de calcio y forman compuestos con propiedades
cementantes.
Sulfato de calcio (comúnmente conocido como yeso): Es el producto natural o artificial
que se utiliza para regular el tiempo de fraguado y se presenta en diferentes estados: anhidrita
(CaSO4), yeso (CaSO4-2H2O) y hemihidrato (CaSO4 ½ H2O).5
1.3 Componentes del cemento
5Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S. (1999). Norma Mexicana: NMX-C-414-ONNCCE-2004 (Esta norma cancela y sustituye a la NMX-C-414-ONNCCE-1999): Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 27 de julio de 2004. Industria de la construcción. Cementos hidráulicos. Especificaciones y métodos de prueba = Building industry. Hydraulic cement. Specifications and testing methods. México: ONNCCE.
16
Para fabricar cemento pueden utilizarse tanto materiales de origen natural como productos
industriales, la única y fundamental condición es, que sean minerales que contengan los
componentes principales del cemento: cal, sílice, alúmina y óxidos de hierro. Estos componentes
raramente se encuentran en las proporciones deseadas en una sola sustancia. Por tanto la
mayoría de las veces se ha de elegir la mezcla de un componente rico en cal (componente
calcáreo) con otro pobre en cal pero que contengan sílice, alúmina y hierro (componente arcilloso).
Componente calcáreo: En el crudo para el cemento el componente calcáreo alcanza una
cuantía del 76-80%. Por consiguiente, las propiedades físicas de este componente tienen una
influencia decisiva en la elección del proceso de fabricación del cemento y de los dispositivos de su
realización.
Para la fabricación del cemento portland es adecuado del carbonato cálcico procedente de
todas las formaciones geológicas. Las formas más comunes están constituidas por la caliza, las
cretas y las margas.
a) Calizas: Las calizas tienen estructura cristalina de grano fino, por lo tanto son
compactas. Son rocas sedimentarias.
Las formas más puras son el espato calizo (calcita) y el aragonito. Una variedad del
espato calizo es el mármol, pero la utilizada del mismo seria antieconómico.
La dureza de la calidad viene determinada por su edad geológica, cuanto más antigua
más dura.
b) Creta: Roca sedimentaria de estructura suelta y terrea, esta propiedad califica a la
creta para la fabricación de cemento por vía húmeda.
Es una roca de fácil extracción y por lo tanto barata. Puede llegar a contener del 98 a
99 % de carbonato cálcico con pequeñas adiciones de SiO2, Al2O3 y MgCO3.
c) Margas; Son calizas que van acompañadas de sílices y productos arcillosos. Son
rocas sedimentarias. Debido a su abundancia, las margas son utilizadas con mucha
frecuencia como materia prima para la fabricación del cemento.
17
Son un excelente material para su fabricación puesto que contiene el material calcáreo
y arcilloso en estado homogeneizado. Según las relaciones entre componentes
calcáreos y arcillosos en las materias primas podemos distinguir:
Tabla 3. Relaciones entre componentes calcáreos y arcillosos en las materias primas
Componente Contenido en CaCO3
Caliza de alto porcentaje 96-100 %
Caliza margosa 90-96 %
Marga calcárea 75-90 %
Marga 40-75 %
Marga Arcillosa 10-40 %
Arcilla Margosa 4-10 %
Arcilla 0-4 %
La segunda materia prima importante para la fabricación del cemento es la arcilla.
Componentes arcillosos: Son productos de meteorización de silicatos de los metales
alcalinos y alcalinotérreos, en particular de los feldespatos y las micas. Las arcillas se clasifican en
los siguientes grupos minerales:
Grupo del caolín: caolinita, nacrita.
Grupo de la montmorillonita: montmorillonita, saponita.
Grupo de las arcillas que contienen metales alcalinos o alcalinotérreos: micas
arcillosas incluyendo la ilita.
El caolín es una arcilla blanca o ligeramente coloreada que puede ser sedimentaria, pero
con frecuencia resulta de la descomposición in situ del granito. Es relativamente rico en alúmina,
pero contiene normalmente una pequeña cantidad de oxido de hierro; por esta razón se usa en la
fabricación del cemento blanco.
18
La composición química de las arcillas varía desde aquellas que se aproximan a los
minerales puros de arcillas (caolín) hasta las que contienen agregados de hidróxido de hierro,
sulfuró de hierro, etc. La principal fuente de álcalis en los cementos es el componente arcilloso del
crudo.
El hidróxido de hierro es el componente colorante más frecuente de las arcillas aportando
un color rojizo. También pueden prestarle coloraciones las sustancias orgánicas. Cuando la arcilla
este sin impurezas será de color blanco, aunque esto es poco frecuente.
En la tabla 4. Podemos ver la composición aproximada de las calizas, marga y arcillas.
Tabla 4. Composición aproximada de las calizas, marga y arcillas.
COMPONENTE CALIZA MARGA ARCILLA
Perdida al fuego 39-41 % 24-33 % 6-10 %
SiO2 4-7 % 21-33 % 52-67 %
Al2O 0. 7-2% 4-11 % 8-25 %
Fe2O3 0.4-2 % 2-5 % 4-9 %
CaO 49-53 % 27-40 % 0.5-8 %
MgO 0.3-2 % 0.7-2 % 0.05-2 %
SO3 0-1 % 0-0.4 % 0-4 %
K2O 0-0.2 % 0.05-0.2% 0.75-3 %
Na2O 0-0.3 % 0.07-0.4 % -------------
Componentes correctores. Los componentes correctores se añaden en los casos en que
las materias primas disponibles no contienen en cantidad suficiente alguno de los elementos
químicamente necesarios en el crudo. De este modo se utiliza la arena como material adicional
para elevar el contenido en sílice.
Si carecen de los suficientes óxidos de hierro se utilizan como correctores minerales de
hierro o cenizas de la tostación de piritas. Cuando carece de alúmina, esta la aporta la bauxita. En
la siguiente tabla se muestra la composición de cada de las materias primas que se requieren para
19
la fabricación del cemento.
Tabla 5. Composición por ciento del cemento.
Composición (por ciento en peso)
Materia PrimaSílice
(SiO2)
Alúmina
(Al2O3)
Cal
(CaO)
Magnesia
(MgO)
Anhídrido
Carbónico(CO2, agua y
álcalis)
Oxido férrico
(Fe2O3)
Caliza
arcillosas12.66 3.92 43.26 1.30 36.97 1.50
Caliza,
conchas de
ostras
1.16 0.33 54.82 0.28 43.33 0.08
Marga 13.10 3.98 44.58 0.48 36.14 1.72
Arcilla 58.78 18.42 0.52 1.90 12.78 7.60
Lutita 60.20 19.42 0.40 1.46 10.28 8.24
Pueden usarse diversas materias primas como fuentes de estos ingredientes:
Roca de cemento: calizas arcillosas (carbonato de calcio)
Caliza: carbonato de calcio y algo de magnesia, sílice, alúmina y hierro.
Conchas de ostión y coquilla, greda: carbonato de calcio
Marga: mezclas naturales de arcilla con carbonato de magnesio.
Arcilla y lutita: silicatos de aluminio, arcilla, mica, cuarzo y otros minerales
Escoria: cal, alúmina, magnesia, magnesio y fosforo.
Arena y arsénica: bióxido de silicio (sílice)
Yeso: sulfató hidratado de calcio
Mineral de hierro, polvo de hierro: óxido férrico.6
Los silicatos son los componentes más importantes y los causantes de la resistencia de la
6Sonja S. Singer. Capitulo 10.Cementos en su Enciclopedia de la Química Industrial- Tomo 9 -Cerámica Industrial 9° edición, URMO, México. 2005.
20
pasta hidratada de cemento. La presencia de aluminato de calcio (C3A) en el cemento no es
deseable, ya que contribuye poco a la resistencia del mismo, excepto en las primeras etapas y
cuando la pasta de cemento endurecida es atacada por sulfatos, la formación de sulfoaluminio de
calcio puede causar resquebrajamientos, sin embargo el C3A es benéfico durante la elaboración
del cemento, porque favorece la combinación de cal y sílice.
La cantidad de yeso añadida a la escoria es esencial y dependerá del contenido de C3A y
del álcali del cemento.
El incremento en la finura del cemento aumenta la cantidad de C3A disponible en las
primeras etapas, así como los requerimientos de yeso, no obstante, el exceso de yeso lleva a la
expansión y a la consecuente ruptura de la pasta de cemento.
Además de los componentes principales mencionados anteriormente hay componentes
menores como MgO, TiO2, Mn2O3, K2O y Na2O; que por lo general no representan más que un
pequeño porcentaje de la masa del cemento.
Cal (CaO): La piedra caliza (CaCO3) es la materia prima para la producción de cal ya que
contiene cantidades variables de carbonato de magnesio (MgCO3) de hasta treinta por ciento
aproximadamente, el cual se considera benéfico ya que experimenta reacciones paralelas a la del
carbonato de calcio y al mismo tiempo hace descender las temperaturas de calcificación.
Con frecuencia también se encuentran presentes dióxido de silicio la cual es una impureza
perjudicial ya que reacciona con la cal (CaO) para formar silicatos, alúmina y oxido de hierro en
pequeñas cantidades.
El color de las piedras calizas es generalmente blanco, pero puede variar, dependiendo de
las impurezas que contengan y pueden presentar desde una tonalidad amarillenta hasta grisáceo,
en algunos ejemplares la caliza es negra, signo de gran cantidad de restos orgánicos.
El uso de las rocas calizas es muy extenso, su mayor utilización es en la construcción, si
se calcina se puede producir cal viva, se utiliza en la fabricación del cemento, como grava y arena
(fragmentada) en la elaboración del concreto, también es materia prima para la industria del
cemento Portland, cal hidratada, calcita, construcción, mármol, agricultura y agregados pétreos.
Arcilla (SiO2, Al2O3, Fe2O3): Es una sustancia mineral plástica compuesta por silicatos de
21
aluminio hidratados procedente de la descomposición de minerales de aluminio. Surge de la
descomposición de rocas que contienen feldespato que cuentan además entre sus componentes
básicos con caolín, arcilla, arena y cuarzo. Físicamente la arcilla contiene partículas lisas muy
pequeñas, y suaves al tacto, el diámetro de dichas partículas es inferior a los 0.002 mm y
comprende sustancias generalmente terrosas, que tienen la propiedad de formar una pasta dúctil,
cuando están húmedas, si se le deja en reposo recupera su cohesión y su comportamiento, pero
cuando se le somete a cocción pierden la propiedad de ablandarse al humedecerse.
En la actualidad las arcillas sirven como materia prima industrial ya que un 90 por ciento de
la producción de arcilla se destina a la fabricación de materiales para construcción y agregados, el
10 por ciento restante se destina a la fabricación de papel, caucho, pinturas, arenas de moldeo,
entre otros.
Minerales de hierro (Fe2O3, FeO): El mineral de hierro se encuentra casi siempre en la
mayoría de las rocas en forma de oxido, carbonato, sulfuro o silicato.
Generalmente, se consideran minerales ricos los que contienen más de 55% de hierro, de
riqueza media, a los que contienen de 30 a 55% de hierro y minerales pobres, a los de contenido
inferior. En la naturaleza, las menas suelen estar constituido por uno o varios minerales de hierro
de composición definida, rodeados por otras materias estériles que forma la ganga o materia
extraña que en mayor o menor cantidad acompaña al mineral y que hacen que su riqueza sea
inferior a la que teóricamente le corresponde.
El tamaño de las partículas del material de hierro (puro) que está rodeado por ganga, varía
bastante de unos casos a otros. En ocasiones está formado por grandes masas de muchos metros
cúbicos de mineral puro, y en otras ocasiones las partículas del mineral son pequeñísimas y su
tamaño es solo de 0,1 a 0,5 mm.
En esos casos, para separar el material hay que usar un molino que las llevan a una
granulometría más fina.
El tamaño de la partícula del material tiene mucha importancia y sirve para decidir el
proceso de concentración que se debe emplear.
Yeso (Na2 SO4):Tiene aproximadamente 80 por ciento de sulfato de calcio anhidro y veinte
por ciento de agua, se encuentra en la naturaleza como una piedra sedimentaria, incolora o blanca
22
en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas que le confieren variadas
coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, óxido de hierro, sílice, caliza, etc. Sus
aplicaciones son múltiples: en albañilería (confección de morteros simples para la construcción de
tabiques y bóvedas para formación de cielos rasos, para techos falsos, artesonados, pisos,
florones y motivos de adorno.
Puzolana-(SiO2, Al2O3, Fe2O3 ):Las puzolanas son materiales silíceos o alumino-silíceos
los cuales por sí solos poseen poco o ningún valor cementante, pero cuando se han dividido
finamente y están en presencia de agua reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio a
temperatura ambiente para formar compuestos con propiedades cementantes.
Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la estructura
interna. Se prefiere puzolanas con composición química tal que la presencia de los tres principales
óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3) sea mayor del 70%, se trata que la puzolana tenga una estructura
amorfa.
Una vez definidos los componentes del cemento es necesario determinar el porcentaje en
masa de estos, lo cual determinara el tipo de cemento que se estará fabricando y el uso que tendrá
el mismo, de acuerdo a la norma mexicana NMX-C-414-ONNCCE-2004 se deben cumplir con
ciertos límites los cuales están establecidos en la tabla 6.
Tabla 6. Componentes de los cementos.
Tipo Denominación
Componentes Principales (% en masa)
Clinker
Portland
+ yeso
Escoria
Granulada
de alto
horno
Materiales
Puzolánicos
Humo
de
sílice
Caliza Minoritarios
CPO
Cemento
Portland
Ordinario
95-100 --- --- --- --- 0 – 5
CPPCemento
Portland 50 - 94 --- 6 – 50 --- --- 0 – 5
23
Tipo Denominación
Componentes Principales (% en masa)
Clinker
Portland
+ yeso
Escoria
Granulada
de alto
horno
Materiales
Puzolánicos
Humo
de
sílice
Caliza Minoritarios
Puzolánico
CPEG
Cemento
Portland con
Escoria
Granulada de
Alto Horno
40 - 94 6 – 60 --- --- --- 0 – 5
CPC
Cemento
Portland
Compuesto (3)
50 - 94 6 – 35 6 – 35 1 -10 6 - 35 0 -5
CPS
Cemento
Portland con
Humo de Sílice
90 – 99 --- --- 1 -10 6 -35 0 -5
CEG
Cemento con
Escoria
Granulada de
Alto Horno
20 - 39 61 – 80 --- --- --- 0 – 5
La norma mexicana NMX-C-414-ONNCCE-2004 establece que los componentes
minoritarios deben ser uno o más de los componentes principales representados en la tabla 6,
también menciona que los materiales puzolánicos incluyen: puzolanas naturales, artificiales y/o
cenizas volantes y que el Cemento Portland Compuesto debe llevar como mínimo dos
componentes principales, excepto cuando se adicione caliza, ya que esta puede ser en forma
individual o en conjunto clinker + yeso.
Los requisitos que deben cumplir los componentes principales, se detallan en la siguiente tabla;
24
Tabla 7. Requisitos de los componentes principales.
Componente principal
Índice de actividad con
cemento CPO 30 a 28
días % (mínimo)
Carbonatos totales
(% mínimo)
Escoria granulada de alto
horno75 ---
Puzolana 75 ---
Humo de sílice 100 ---
Caliza --- 75
Dicha norma define también las siguientes especificaciones físicas: resistencia mecánica a
la compresión a 3 y 28 días, tiempo de fraguado y estabilidad por volumen (especificaciones de
expansión/contracción), estas especificaciones se encuentran establecidas en la tabla 8:
Tabla 8. Especificaciones físicas
Clase
Resistente
Resistencia a compresión
(N/mm2)
Tiempo de
fraguado (min)
Estabilidad de volumen
en autoclave (%)
3 días
mínimo
28 días
mínimoMáximo
Inicial
Mínimo
Final
Máximo
Expansión
Máximo
Contracción
Máximo
20 --- 20 40 45 600 0,80 0,20
30 --- 30 50 45 600 0,80 0,20
30 R 20 30 50 45 600 0,80 0,20
40 --- 40 --- 45 600 0,80 0,20
40 R 30 40 --- 45 600 0,80 0,20
En el caso de las propiedades químicas para los siguientes tipos de cemento y todas las
clases resistentes se deben cumplir con las especificaciones químicas de la tabla 9.
25
Tabla 9. Especificaciones químicas
PropiedadesTipos de
cemento
Especificación (% en
masa)
Perdida por ignición CPO7, CEG8 Max 5,0 %
Residuo insoluble CPO, CEG Max 5,0 %
Sulfato (SO3) Todos Max 4,0 %
En los casos donde las propiedades del cemento puedan ser mejoradas excediendo los
limites de sulfato (SO3) establecidos en la tabla 9, es permisible exceder dichos límites, siempre
que no cause expansiones mayores a 0,020 % a los 14 días de inmersión en agua de acuerdo a lo
establecido en la norma NMX-C-185–ONNCCE
Cuando se requiera que un cemento tenga alguna característica especial, de acuerdo a lo
indicado en la tabla 11. “Especificación de los cementos”, dicho cemento debe cumplir con las
especificaciones indicadas en la tabla 10.
Tabla 10. Especificaciones de los cementos con características especiales
NomenclaturaCaracterística
especial
Expansión
por
ataque de
sulfatos
(máx. %)
Expansión por la
reacción álcali
agregado (máx.
%)
Calor de
hidratación
(máx.) kJ/kg
(Kcal/kg)
Blancura
(min. %)
1 año 14 días56
días7 días
28
días
RSResistente a los
sulfatos0,10 --- --- --- --- ---
BRA
Baja
Reactividad
Álcali Agregado
--- 0,020 0,060 --- --- ---
7Cemento Portland Ordinario8Cemento con Escoria Granulada de Alto Horno
26
NomenclaturaCaracterística
especial
Expansión
por
ataque de
sulfatos
(máx. %)
Expansión por la
reacción álcali
agregado (máx.
%)
Calor de
hidratación
(máx.) kJ/kg
(Kcal/kg)
Blancura
(min. %)
1 año 14 días56
días7 días
28
días
BCHBajo Calor de
Hidratación--- --- ---
250
(60)
290
(70)---
B Blanco --- --- --- --- --- 70
1.4 Clasificación de los cementos en México.
En México la clasificación de los tipos de cemento está regida por la norma NMX-C-414-
ONNCCE-1999 “INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN- CEMENTOS HIDRÁULICOS-
ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA”:
a) Por sus componentes:
Tabla 11. Clasificación de cementos mexicanos
TIPO DENOMINACIÓN
CPO Cemento Portland Ordinario
CPP Cemento Portland Puzolánico
TPEG Cemento Portland con Escoria Granulada de alto horno
CPC Cemento Portland Compuesto
CPS Cemento Portland con humo de sílice
CEG Cemento con Escoria Granulada de alto horno
“Cemento Hidráulico: Es un material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle
agua (ya sea solo o mezclado con arena, grava o asbesto u otros materiales similares), tienen la
27
propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la
hidratación y una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad”9.
Dicha norma también define la clasificación de los cementos de acuerdo a su resistencia el
cemento puede ser:
La resistencia normal de un cemento es la resistencia mínima mecánica a la compresión
cierto número de días (Newton/mm2), Tabla 12.
Clase resistente: Dado que la resistencia a la compresión es en términos generales la
propiedad más importante para la mayoría de los usuarios, esta nueva norma hace énfasis sobre
los valores que en este sentido debe cumplir los cementos producidos en México, definiendo cinco
clases resistentes.
La clase resistente de un cemento se indica con los valores 20,30 y 40. Si alcanza una
resistencia rápida se añadirá la letra “R” en las clases 30R y 40R
Tabla 12 Especificaciones mecánicas
Clase
resistente
Resistencia a la
compresión (N/mm2)Resistencia a la compresión (N/mm2)
Edad 3 días Edad 28 días
Mínimo Mínimo Máximo
20 --- 20 40
30 --- 30 50
30 R 20 30 50
40 --- 40 ---
40 R 30 40 ---
9Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S. (1999). Norma Mexicana: NMX-C-414-ONNCCE-2004 (Esta norma cancela y sustituye a la NMX-C-414-ONNCCE-1999): Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 27 de julio de 2004. Industria de la construcción. Cementos hidráulicos. Especificaciones y métodos de prueba = Building industry. Hydraulic cement. Specifications and testing methods. México: ONNCCE pg. 5.
28
Resistencia del cemento.
Tabla 13. Resistencia del cemento
Cementos de Resistencia Normal o Resistencia Mecánica a la compresión a 28 días
20 30 40
Resistencia a 28 días
Min. Max. Min. Max. Min.
204 Kg/cm2 408 Kg/cm2 306 Kg/cm2 510 Kg/cm2 408 Kg/cm2
Cementos de Resistencia Inicial o Temprana o resistencia mecánica a la compresión
desarrollada a 3 días.
Tabla 14. Resistencia desarrollada a 3 días
30R Resistencia a
3 días 28 días
Mínimo Mínimo Máximo
más de más de más de
204 Kg/cm2 306 Kg/cm2 510 Kg/cm2
Tabla 15. Clasificación de los cementos de acuerdo a sus características especiales
Nomenclatura Características especiales de los
cementos
RS Resistente a los sulfatos
BRA Baja reactividad álcali agregado
BCH Bajo calor de hidratación
29
Nomenclatura Características especiales de los
cementos
B Blanco
Cemento Portland Ordinario: Es el cemento producido a base de clinker Portland y
usualmente contiene sulfato de calcio.
Cemento Portland puzolánico: Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda
conjunta de clinker Portland, materiales puzolánicos y usualmente contiene sulfato de calcio.
Cemento Portland con escoria granulada de alto horno: Es el conglomerante hidráulico que
resulta de la molienda conjunta de clinker Portland, escoria granulada de alto horno y usualmente
contiene sulfato de calcio.
Cemento Portland con humo de sílice: Es el conglomerante hidráulico que resulta de la
molienda conjunta de clinker Portland, humo sílice y usualmente sulfato de calcio.
Cemento con escoria granulada de alto horno: Es el conglomerante hidráulico que resulta
de la molienda conjunta de clinker Portland, escoria granulada de alto horno y usualmente sulfato
de calcio.
Cemento resistentes a sulfatos: Se consideran cemento con una alta resistencia al ataque
de sulfatos aquellos que por su comportamiento cumplen con el requisito de expansión limitada, de
acuerdo con el método de prueba establecido.
Cementos de baja reactividad álcali-agregado: Se consideran cementos de baja reactividad
álcali-agregado, de acuerdo con el método de prueba establecido.
Cementos de bajo calor de hidratación: Se consideran cementos de bajo calor de
hidratación aquellos que desarrollan un calor de hidratación igual o inferior al especificado en la
norma oficial mexicana.
Cementos blancos: Se consideran cementos blancos todos aquellos cuyo índice de
blancura es igual o inferior al especificado en la norma oficial mexicana.
Tipo I: Se usa para proyectos de construcción en general.
30
Tipo II: Para un concreto que estará expuesto a un suelo o aguas cuyo contenido de
sulfatos pueda potencialmente dañar al proyecto.
Tipo III: Se usa para proyectos como carreteras, que requieren de un endurecimiento
rápido debido a su uso frecuente o por sus características especiales de construcción.
Tipo IV: Se usa en climas cálidos o para proyectos masivos de concreto que requieren un
endurecido uniforme.
Tipo V: Se usa para proyectos tales como cortinas de presas que están expuestos a altos
niveles de sulfatos.
1.5 Tipos de cementos
El cemento es un material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle agua, ya sea
solo o mezclado con arena, grava u otros materiales similares, tiene la propiedad de fraguar y
endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas, durante la hidratación y que una
vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad.
La influencia que el cemento portland ejerce en el comportamiento y sus propiedades de la
pasta cementante derivan fundamentalmente de la composición química del clinker y de su finura
de la molienda, habría que añadir a esos dos factores los referentes de las características físicas y
químicas y el contenido del cemento.
Una vez que el agua y el cemento se mezclan para formar la pasta cementante, se inicia
una serie de reacciones químicas que en forma global se designan como la hidratación del
cemento.
Estas reacciones se manifiestan inicialmente por la rigidez gradual de la mezcla, que
culmina con su fraguado, y continúan para dar lugar al endurecimiento y adquisición de la
resistencia del producto.
Se dice que la composición química de un clinker Portland se define convenientemente
mediante la identificación de cuatros compuestos principales, cuyas variaciones relativas
determinan los diferentes tipos de cemento portland.
31
En cuanto a su fabricación, prácticamente se muele un solo material que es el clinker que
es relativamente homogéneo y de dureza uniforme, de manera que al molerlo se produce una
fragmentación y pulverización gradual que se manifiesta por su granulometría.
A continuación se da una clasificación de los tipos de cemento de acuerdo a lo establecido
en la norma NMX-C-414-ONNCCE-2004 “Industria de la Construcción-Cementos Hidráulicos-
Especificaciones y Métodos de Prueba” en cuenta sus características principales y para qué son
recomendados tomando en cuenta sus principales componentes y sus propiedades específicas,
Tabla 16.
Clases resistentes: Los cementos se clasifican por su resistencia a la compresión, en cinco
clases de acuerdo con la tabla 16. Características Especiales: Los cementos se clasifican por sus
características especiales, de acuerdo a lo especificado en la tabla 16.
Designación normalizada: Los cementos se deben identificar por el tipo y la clase
resistente (véase tabla 16). Si el cemento tiene especificada una resistencia a 3 días se añadirá la
letra R (resistencia rápida).
En el caso de que un cemento tenga alguna de las características especiales señaladas en
la tabla 16, su designación se completa de acuerdo con la nomenclatura indicada en dicha tabla;
de presentar dos o más características especiales, la designación se hace siguiendo el orden
descendente de la tabla 16, separándolas con una diagonal.
Tabla 16. Clasificación de los cementos
Tipo Denominación Clase resistente Características especiales
CPO Cemento Portland Ordinario 20RS
Resistente a los sulfatos
CPP Cemento Portland Puzolánico 30BRA
Baja Reactividad Álcali agregado
CPEG Cemento Portland con Escoria 30 R BCH
32
Tipo Denominación Clase resistente Características especiales
Granulada de Alto Horno Bajo Calor de Hidratación
CPC Cemento Portland Compuesto 40B
Blanco
CPSCemento Portland con Humo
de Sílice40 R ---
CEGCemento con Escoria
Granulada de Alto Horno--- ---
Ejemplo 1: Un cemento Portland Ordinario de clase 30 con resistencia especificada a 3
días; se identifica como:
Cemento CPO 3 R.
Ejemplo 2: Un cemento Portland Compuesto, de clase 30, con resistencia especificada a 3
días y resistencia a los sulfatos, se identifica como:
Cemento CPC 30 R RS
Ejemplo 3: Un cemento Portland puzolánico de clase 30, de baja reactividad álcali
agregado y bajo calor de hidratación, se identifica como:
Cemento CPP 30 BRA/BCH
Ejemplo 4: Un cemento Portland ordinario de clase 30, con resistencia especificada a 3
días y blanco, se identifica como:
Cemento CPO 30 R B
De acuerdo a lo establecido en la norma NMX-C-414-ONNCCE-2004, los cementos se van
a diferenciar por su clase resistente y la característica en especial que nos puede proporcionar, no
obstante en el mercado existen diversos tipos de cementos los cuales detallamos en la siguiente
tabla 17, las características principales y el uso de estos.
33
Tabla 17. Tipos de cemento de acuerdo con sus principales características y usos
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
Cemento Portland
Ordinario
Componente principal, el clinker,
y que puede llevar alguna
adición o mezcla de ellas.
Excelente para construcciones en
general, zapatas, columnas, trabes,
castillos, dalas, muros, losas, pisos,
pavimentos, guarniciones, banquetas,
etc. Ideal para la elaboración de
productos prefabricados (Tabicones,
adoquines, bloques, postes de luz,
lavaderos, balaustradas, piletas etc.
Cemento Portland
Compuesto
Presenta excelente durabilidad
en prefabricados para
alcantarillados y a los concretos
les proporciona una mayor
resistencia química y menor
desprendimiento de calor.
Compatible con todos los
materiales de construcción.
Se recomienda especialmente para
prefabricados como: bloques, viguetas,
bovedilla, tabicones y adoquines.
edificios., pisos, pavimentos,
carreteras., aeropistas, postes.
Cemento Portland
Puzolánico
Diseñado para la construcción
sobre suelos salinos. El mejor
para obras expuestas a
ambientes químicamente
agresivos. Alta durabilidad en
prefabricados para
alcantarillados.
Construcción de zapatas, pisos,
columnas, castillos, dalas, muros, losas,
pavimentos, guarniciones, banquetas,
muebles municipales (Bancas, mesas,
fuentes, escaleras), etc.
Cemento Portland con
escoria
Componentes principales,
clinker en proporción
comprendida entre 80% y 94%
y escoria de horno alto en
proporción comprendida entre
6% y 10%; o clinker en
proporción comprendida entre
Puede utilizarse en cualquier tipo de
construcción y es especialmente
recomendado cuando se tiene un
ataque moderado de sulfatos.
34
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
65% y 79% y escoria de horno
alto en proporción comprendida
entre 21% y 35%. Puede llevar
hasta un 5 % de otra adición o
mezcla de ellas.
Cemento Portland con
humo de sílice
Componentes principales,
clinker en proporción
comprendida entre 90% y 94%
y humo de sílice en proporción
comprendida entre 6% y 20%.
Puede llevar hasta un 5% de
otra adición o mezcla de ellas.
Obras de concreto en masa y armado.
Pavimentaciones y cimentaciones.
Morteros en general. Prefabricación con
tratamientos higrotérmicos.
Obras en las que se requiera
impermeabilidad, a condición de que la
dosificación sea la adecuada.
Cemento Portland
Ordinario Blanco
Alta resistencia a la compresión
tiene los mismos usos
estructurales que el cemento
gris. Este producto puede
pigmentarse con facilidad.
Excelente para obras ornamentales o
arquitectónicas como fachadas,
monumentos, lápidas, barandales,
escaleras, etc. Gran rendimiento en la
producción de mosaicos, terrazos,
balaustradas, lavaderos, W.C. rurales,
tirolés, pegazulejos, junteadores, etc.
Cemento Portland
Ordinario Resistente
a los Sulfatos
Proporciona mayor resistencia
química para concretos en
contacto con aguas o suelos
agresivos (aguas narinas,
suelos con alto contenido de
sulfatos o sales)
Recomendable para la construcción de
presas, drenajes municipales y todo tipo
de obras subterráneas.
Cemento de
endurecimiento rápido
Está molido más finamente.
Adquiere resistencia con mayor
rapidez.
El uso de este cemento en el concreto
permite descimbrar más pronto, y su
mayor calor de hidratación lo hace muy
adecuado cuando se cuela el concreto
en tiempo frío.
35
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
Cemento de
endurecimiento ultra
rápido
Está molido con mayor finura, lo
que le confiere una tasa ex-
cepcional de desarrollo de
resistencia.
Para la obturación de fuertes
filtraciones o vías de agua previamente
a un tratamiento
de impermeabilización, localizadas en:
hormigón, albañilería, roca, etc.
Cemento con alto
contenido de alúmina
Altamente resistente a la acción
de los sulfatos.
Lo hace adecuado para usarse en lugar
del cemento resistente a los sulfatos y
del cemento súper sulfatado, no es
recomendable utilizarlo en concretos en
donde la humedad y las altas
temperaturas ocurran simultáneamente.
Cemento resistente a
los sulfatos
El cemento resistente a los
sulfatos contiene menos
aluminato tricalcio (C3A),
Puede ser utilizado con seguridad en
los lugares donde existan
concentraciones de sulfatos
Cemento súper
sulfatado
Este cemento contiene menor
cantidad de aluminato tricalcio
(C3A)
Se utiliza en concreto para cimientos
donde estén presentes altas
concentraciones de sulfatos solubles.
Cementos blancos
Tienen un módulo de fundentes
muy alto, aproximadamente 10.
Contienen un porcentaje
bajísimo de Fe2O3. La reducción
del Fe2O3 es compensada con
el agregado de fluorita (CaF2) y
de criolita (Na3AlF6), necesarios
en la fase de fabricación en el
horno.
Se emplean en prefabricados de
hormigón y a veces en edificios de
"hormigón visto" (esto es: que no tienen
posteriores revestimientos de
acabado).se utilizan para sellar las
juntas de azulejos o de baldosas de
suelo.
Cementos de
mezclas
Los cementos de mezclas se
obtienen agregando al cemento
Portland normal otros
componentes como la
36
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
puzolana.
Cemento puzolánico
Contiene aproximadamente: 55-
70% de clinker portland ,30-
45% de puzolana y 2-4% de
yeso
Adecuado para ser usado en climas
particularmente calurosos o para
coladas de grandes dimensiones.
Cemento siderúrgico
Tiene alta resistencia química,
de ácidos y sulfatos, y una alta
temperatura al fraguar. Cuenta
con una elevada alcalinidad
natural, que lo rinde
particularmente resistente a la
corrosión atmosférica causada
por los sulfatos.
Obras de concreto en masa, incluso de
gran volumen, que requieran de un bajo
calor de hidratación.
Cemento de fraguado
rápido
Se caracteriza por iniciar el
fraguado a los pocos minutos
de su preparación con agua.
Es apropiado para trabajos menores, de
fijaciones y reparaciones, no es
apropiado para grandes obras porque
no se dispondría del tiempo para
efectuar una buena colada.
Cemento aluminoso
Se produce a partir de la
bauxita con impurezas de óxido
de hierro (Fe2O3), óxido de
titanio (TiO2) y óxido de silicio
(SiO2). Adicionalmente se
agrega calcáreo o bien
carbonato de calcio.
Utilizado para obras de albañilería,
como material de agarre, revestimiento
de paredes, etc.
Mortero
Fabricado con cemento y
puzolana, lo que le da una
capacidad reaccionante dando
así excelentes propiedades
mecánicas, como lo es la
Actúa como material de cohesión agrupando los elementos de albañilería.
37
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
resistencia a la compresión,
hidraulicidad, trabajabilidad (por
su plasticidad y fraguado),
contracciones y expansiones
nulas.
1.6 Propiedades físicas y químicas del cemento
De acuerdo a la NORMA MEXICANA NMX-C-021-ONNCCE-2004, sobre INDUSTRIA DE LA
CONSTRUCCIÓN-CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA-ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE
PRUEBA, algunas de las propiedades físicas del cemento son mostradas en la Tabla 18.
Tabla 18. Propiedades físicas del cemento.
PROPIEDAD CARACTERÍSTICA
FINURA
Definida como la medida o tamaño de las partículas que componen
el cemento; expresada en cm²/gr. lo cual llamamos superficie de
contacto o superficie específica. La finura del cemento es su
característica física principal, ya que como las reacciones de
hidratación se producen en la superficie de los granos, sucede que
cuanto más pequeño son éstos, más rápido es el desarrollo de la
resistencia así, un cemento de alta resistencia inicial puede
obtenerse con sólo moler más fino el mismo clínker de un cemento
corriente. La finura de la molienda influye también en el calor de
hidratación, que se desarrolla más rápidamente en los cementos
más finos. La mayor finura confiere mayor trabajabilidad al
hormigón a igual dosis de agua; en esas condiciones los cementos
más finos tienen el inconveniente de su mayor retracción, pero ésta
queda compensada en la práctica, pues a igual trabajabilidad
exigen menos agua, y ésta influye en la retracción.
Los efectos que una mayor finura provoca sobre la resistencia se
manifiestan principalmente durante los primeros siete días.
38
PROPIEDAD CARACTERÍSTICA
EXPANSIÓN AUTOCLAVE
Se refiere a la capacidad de una pasta endurecida para conservar
su volumen después del fraguado. La expansión destructiva
retardada o falta de sanidad es provocada por un exceso en las
cantidades de cal libre o de magnesia.
CONSISTENCIA NORMAL
Al agregar agua al cemento se produce una pasta (cemento más
agua), contiene fluidez a medida que se le va aumentando el
contenido de agua. La consistencia normal es un estado de fluidez
alcanzado por la pasta del cemento que tiene una propiedad óptima
de hidratación. Se expresa como un porcentaje en peso o volumen
de agua con relación al peso seco del cemento.
W agua / W cemento = % Consistencia Normal.
TIEMPO DE FRAGUADO
El fraguado se define como el cambio de estado físico que sufre
una pasta desde la condición blanda hasta la rigidez. El fraguado
inicial de la pasta de cemento no debe ocurrir demasiado pronto; el
fraguado final tampoco debe ocurrir demasiado tarde. Los tiempos
de fraguado indican si la pasta está desarrollando sus reacciones
de hidratación de manera normal. El yeso regula el tiempo de
fraguado en el cemento. También influyen sobre el tiempo de
fraguado la finura del cemento, la relación agua-cemento, y los
aditivos usados. Los tiempos de fraguado de los concretos no están
relacionados directamente con los tiempos de fraguado de las
pastas debido a la pérdida de agua en el aire (evaporación) o en los
lechos y debido a las diferencias de temperatura en la obra en
contraste con la temperatura controlada que existe en el laboratorio.
RESISTENCIA MECÁNICA -
FLEXIÓN Y COMPRESIÓN
Los cementos deben ser capaces de conferir resistencias iguales o
superiores a las determinadas por las normas, en probetas
preparadas con un mortero cuyos componentes, fabricación,
conservación y ensayos están normalizados.
PÉRDIDA POR
CALCINACIÓN
La pérdida por calcinación del cemento se determina calentando
una muestra de cemento de peso conocido a 900 ºC a 1000 ºC
39
PROPIEDAD CARACTERÍSTICA
hasta que se obtenga un peso constante. Se determina entonces la
pérdida en peso de la muestra. Normalmente una pérdida por
calcinación elevada indica prehidratación y carbonatación, que
pueden ser causadas por un almacenamiento prolongado e
inadecuado o por adulteraciones durante el transporte y la
descarga.
PESO ESPECÍFICO
El peso específico expresa la relación entre la muestra de cemento
y el volumen absoluto.
Peso específico = m / V absoluto.
Donde; m = muestra del cemento,
V absoluto = Volumen de la materia sólida.
40
CAPÍTULO II. Proceso de Fabricación del cemento
En este capítulo se pretende detallar el proceso de fabricación del cemento, desde la
extracción hasta el empaque del cemento. A continuación se detallaran cada una de las etapas y
procesos que intervienen en la fabricación.
Extracción de materias primas
La extracción se realiza por medio de explotación o volcadura, la explotación,
normalmente, se realiza a cielo abierto en las canteras de caliza, yeso y mineral de hierro,
utilizando medios mecánicos convencionales para barrenar a aproximadamente 5 metros de
profundidad con la finalidad de fracturar la piedra y posteriormente se procede al dinamitando.
Una vez extraídas de las minas, las materias primas tienen un porcentaje de humedad que
va en promedio de un 10 a un 18 por ciento.
Las materias primas son cargadas y transportadas de las canteras a las plantas,
empleando cargadores frontales (trascabos y palas mecánicas), y transportadas por camiones de
diferente capacidad.
Después se procede a reducir el tamaño de la roca por medio de una quebradora de
quijada, una carrillera trituradora o un molino de bolas dando por resultado una roca de menor
tamaño que la original y casi uniforme.
La materia prima ya triturada es conducida por un transportador para ser descargada en la
tolva de alimentación del secador de tipo rotativo y a contra corriente, con el fin de eliminar la
humedad, la temperatura de secado depende de la utilización posterior de la materia prima.
La materia prima seca es transportada mediante un trasportador de banda que lo lleva a la
tolva de alimentación del molino de rodillos para reducir su tamaño entre 200 y 325 mallas.
El material previamente pulverizado ascenderá hasta donde se encuentra el clasificador.
En el clasificador, será separada la materia prima mediante un proceso de filtrado mediante
tamizado que remueve cualquier fragmento grande o pequeño según el tamaño deseado.
41
La materia prima que sea de mayor tamaño al requerido caerá para ser procesado
nuevamente en la molienda. La materia prima se transporta a un sistema de colección, de donde
se saca una muestra para su control de calidad, determinando su peso, humedad y
granumelometría, si cumple con las especificaciones se conduce al almacén de producto
terminado listo para el mercado, en caso contrario se vuelve a procesar, Figura 2.
Figura 2. Operaciones efectuadas para la extracción de las materias en la fabricación del cemento.
42
Homogenización de la materia prima:
Una vez que arribaron las materias primas a la planta, se dosifican y se pesan de manera
controlada, mediante un análisis químico continuo para posteriormente ser introducida en molinos
generalmente verticales, de rodillos o quebrantadoras de diferentes capacidades, sometiéndolas a
impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de compresión elevadas que reducen los materiales a
un tamaño promedio de 4.5 cm.
Cuando la primera molienda concluye es necesario reducir los materiales a un tamaño no
mayor a 13 mm, por ello se realiza una segunda molienda, generalmente en molinos horizontales,
tubulares, en forma de grandes cilindros giratorios, los cuales están forrados interiormente con
placas de acero y divididos en tres compartimientos, en cada uno de ellos existen bolas de acero
que, al girar el molino van reduciendo con su roce e impacto el tamaño de las partículas.
El resultado de esta molienda es un material que recibe el nombre de harina de crudo, la
finalidad de esta molienda es la reducción del tamaño de las partículas de la materia prima para
que las reacciones químicas de cocción en el horno puedan realizarse de forma adecuada.
Para aumentar la eficiencia de la molienda se recurre a la clasificación de materiales de la
mezcla de crudo según su tamaño mediante un tamizado, de tal modo que las partículas que aún
permanecen demasiado grandes al salir del molino vuelven a él hasta alcanzar la finura debida. El
producto de este proceso es una harina con alta finura (86 a 88 por ciento pasante a través de una
malla de 90 micras).
La harina de crudo con el tamaño adecuado es conducida mediante bandas
transportadoras a diferentes depósitos o silos dotados de un sistema de homogenización
generalmente de tipo neumático para garantizar la calidad del clinker y la correcta operación del
horno. La fabricación del cemento puede realizarse, bien por vía seca, bien por vía húmeda o bien
por vía semiseca. Dichos procesos se diferencian en una primera fase de la fabricación; una vez
introducidos los materiales en el horno los pasos siguientes son idénticos en los tres casos.
1.1 Vía seca y semiseca.
Estos dos procesos solo se diferencian en un paso determinado, antes de entrar en el
horno. Por lo general las materias primas, una vez trituradas y secadas, pasan a los molinos
43
convenientemente dosificadas y forman el crudo del cemento. El crudo se transporta a los silos de
homogenización, donde se obtiene un producto homogéneo y de la composición requerida para un
cemento dado. A continuación se pasa el crudo al horno, a través de los dispositivos de
preparación adecuados, bien en polvo seco (vía seca) o bien en forma de nódulos esféricos con
una pequeña adición de agua (vía semiseca). A la salida del horno el clinker pasa por un enfriador.
La fase siguiente es la molienda del cemento. Mediante mecanismos dosificadores, se
alimenta clinker y yeso así como las adiciones previstas a un molino resultando el cemento de
acuerdo con las características previamente fijadas. A la salida del molino, pasa a los silos, desde
los cuales, o bien se descarga para su transporte a granel, o bien pasa a las tolvas de envasado
para su expedición fraccionada en distintos medios, normalmente sacos de papel kraff.
2.2 Vía Húmeda.
En esta, se empieza triturando como en la vía seca las primeras materias duras, tales
como las calizas y margas. Mientras que las blandas se amasan con agua hasta formar una
papilla, después de lo cual se mezclan y dosifican en las proporciones adecuadas para molerlas
convirtiéndolas en pasta fina.
Durante el amasado se separan las piedras duras que permanecen en el fondo, de donde
se extrae periódicamente. Para un tratamiento posterior la pasta pasa a otro amasado a través de
rejillas de salida cada vez más finas o pasa a un molino de refino. La pasta ya preparada pasa a
los vasos de homogenización desde los cuales, se vierte en las proporciones fijadas sobre el
depósito de pasta preparada para la cocción. Desde este depósito el material para el horno y a su
salida sigue los pasos señalados en la vía seca. En general el método de fabricación por vía seca
requiere menos combustible que el de vía húmeda.
El método por vía húmeda es preferible para materias primas muy húmedas o con
inclusiones de materiales muy duros, ya que la preparación de tales materias por vía seca ofrece
dificultades. Para el método de vía húmeda solo son utilizables hoy día, los hornos rotatorios
siendo estos más largos que los destinados a vías secas.
Proceso de fabricación del cemento
Desecación de materias primas: Por lo general, las materias primas utilizadas para fabricar
44
el cemento contienen humedad y en el trabajo por vía seca y semiseca, se han de desecar antes o
durante su molienda. La caliza presenta humedades de hasta el 8%; la marga hasta el 15 %; la
arcilla y el limo un 20 % y las escorias de alto horno, hasta un 35 %. También el carbón, la mayoría
de las veces, se ha de secar. Cuando las operaciones de secado y molienda se hacen
conjuntamente, el consumo de energía es mínimo y por lo tanto es más económico que la
utilización de tambores de secado independiente.
Tambores de secado: Consiste en un tubo cilíndrico, metalizo, provisto de dispositivos
internos de circulación y coteo o bien de celdas formadas por tabiques. Los dispositivos internos de
circulación y volteo son dispositivos elevadores de material para producir caída en forma de
cortina.
Si hay que secar calizas y margas, los tambores se calientan con los gases de un hogar
que circulan por su interior. Cuando se trata de desecar carbones ricos en volátiles y otras materias
que no deben ser puestas en contacto con los gases calientes se escogen tambores secadores
calentados por la parte exterior.
Los tubos están situados casi horizontalmente con una pequeña inclinación de un 5 %
aproximadamente y van girando lentamente. Su velocidad periférica suele ser de 0.2 a 0.5 m/s. Los
secadores de tambor pueden funcionar en contracorriente o en corrientes paralelas, según que los
gases calientes y el material circulen por el interior del tambor en sentido opuesto o en el mismo
sentido.
El sistema de las corrientes en el mismo sentido se emplea principalmente cuando el
material que hay que desecar no soporta bien las temperaturas elevadas, como sucede, por
ejemplo, en el caso del carbón y en el de las materias que tienen tendencia a aglomerarse con la
tostación, como por ejemplo la arcilla. El material húmedo, en estos casos, se ponen en contacto
con los gases calientes en el momento de su entrada en el secador. Con ello, se disminuye el
peligro de la aglomeración por cocción o de la adherencia a las paredes del secador. En el caso de
desecación de carbones se reduce el peligro de inflamación.
2.3 Tipos de molinos.
Molinos secadores: Los molinos secadores se caracterizan fundamentalmente por el hecho
de que se realizan dos procesos diferentes: la molienda y el secado. Nótese que el secado se
realiza durante el proceso de desmenuzamiento. Por tanto, se establece un intercambio térmico
45
más fácil.
El calor necesario para el secado se puede reducir debido al calor generado en la
molienda. Es prácticamente habitual que se utilice en los molinos secadores el gas residual del
horno rotatorio y del enfriador del clinker. Las temperaturas de tales gases residuales son
relativamente bajas y para valores elevados de la humedad hay que aplicar grandes volúmenes de
gases residuales o agregar calor.
Molienda: Tanto la trituración como la molienda son procesos necesarios en casi todas las
fases de fabricación; la preparación de materias primas, combustible, yeso, clinker y cemento exige
siempre una reducción de tamaño. Ambos procesos absorben del 80 al 85 % de la energía
invertida en la producción del cemento.
Si a esto añadimos la importancia técnica del grado de finura en los crudos en las
reacciones de cocción, en el rendimiento térmico del horno y en la hidratación y desarrollo de
propiedades del producto resultante.
Hay diferentes tipos de molinos. El más utilizado es el molino de bolas para la molienda de
crudos y cemento y el molino Peters para la molienda del carbón.
Molino de bolas: Consiste en un tubo cilíndrico de palastro forrado de placas de aceros
especiales resistentes al desgaste. Su interior se carga con bolas u otros elementos distribuidos en
uno o varios compartimentos transversales; el material a moler que entra por un extremo del tubo y
descarga por el otro, se desmenuza por choque y fricción de estos elementos, al girar el molino.
Para la obtención del máximo rendimiento debe tenerse en cuenta las siguientes variables:
Velocidad critica de rotación: es aquella en la que la fuerza centrífuga anula la influencia de
la gravedad sobre las bolas; en esta situación los cuerpos moledores no caen y por tanto
no prestan ningún servicio de molienda.
Angulo de elevación de las bolas: la energía cinética de las bolas que caen es máxima si el
ángulo de elevación de los cuerpos moledores es de 35° 20´.
Llenado de las bolas: indica la relación entre el volumen de apilamiento de las bolas y el
46
volumen de trabajo del molino. Por debajo del 25 % los cuerpos deslizan sobre el blindaje
del molino, por encima del 45 % se originan dificultades en las trayectorias de caída de los
cuerpos moledores.
Llenado de bolas y de material: esta relación de llenado entre bolas y clinker ha de ser
igual o mayor que 15.
Naturaleza de las bolas y de las placas de revestimiento del molino: dadas las condiciones
de trabajo, ambos deben estar compuestos de materiales duros y resistentes a la abrasión.
Suelen emplearse aceros especiales de gran dureza y resistencia a compresión.
Molino Peters: Se utiliza principalmente para la molienda de carbón. En esencia consta
de dos pistas formadas por dos coronas circulares y una serie de bolas de molienda que
ruedan unas en contacto con las otras, dispuestas entre anillos, como si se tratase de un
cojinete.
Homogenización del crudo: El crudo de cemento portland antes de llegar al horno sufre
dos procesos de homogenización, que son:
Prehomogeneización
Homogeneización
La primera se efectúa sobre las materias primas antes de pasar al molino, mientras que la
segunda se efectúa sobre el crudo ya molido y antes de pasar al horno.
Prehomogeneización: La mayoría de las veces solo se somete a pre homogeneización el
componente principal del crudo para cemento, es decir, la caliza. Otros componentes del crudo,
tales como el cuarzo, son casi siempre homogéneos y no requieren pre homogeneización alguna.
La pre homogeneización consiste normalmente en la formación de lechos de mezcla. La
cinta trasportadora vierte el material mientras se desplaza en el sentido longitudinal sobre el lecho
que está formando. El vaciado en cambio se realiza mediante un peine que se desplaza
transversalmente rascando el frente del lecho y un sistema de cangilones que recoge el material
desprendido. El vertido longitudinal y la captación transversal provocan la prehomogeneizacion. La
pista consta de dos zonas, mientras que en una se está formando el lecho en otra se procede a la
47
extracción del material. Finalizadas estas operaciones la maquinaria cambia de zona y continúa el
trabajo en la zona opuesta. El material debe estar desmenuzado a un tamaño de unos 25 mm.
La prehomogenización conjunta de las materias primas que exige composición química
constante de cada material. La dosificación de los componentes se realiza antes de llevarlos al
lecho de mezcla. La desigual granulometría de los componentes puede originar segregación y en
consecuencia mala organización.
La pre homogeneización individual de los componentes es el método más empleado en la
industria del cemento para regularizar la composición de las distintas remesas suministradas. Los
componentes prehomogeneizados individualmente se aportan al proceso de acuerdo con la
composición química proyectada y se lleva al molino mediante básculas dosificadoras. El análisis
químico del material que sale del molino proporciona información acerca de las correcciones que
eventualmente se hayan de realizar.
Homogeneización: Antes, para fabricar cementos de alta calidad, se prefería la vía
húmeda, puesto que por homogeneización de la pasta se conseguía la mezcla intima de los
componentes del crudo.
Los avances en las disciplinas de la aerodinámico y la neumática han hecho posible, para
la industria del cementos, la homogeneización neumática del a harina del crudo seca. Con ella se
logra la misma homogeneidad del crudo por vía húmeda. Este hecho, unido a la correspondiente
disminución de consumo de calor ha comportado una creciente preferencia por el proceso de
fabricación de cemento por vía seca.
El componente principal de las cajas de dispersión de aire son las placas cerámicas
porosas. Estas tienen unas dimensiones de 250 x 250 hasta 400 mm, con espesores de 20 a 30
mm., el diámetro de los poros, permeables al aire, varia de 0.07 a 0.09 mm., con una
permeabilidad de 0.5 cm3/cm2/min. A través de las placas porosas, el aire se impulsa a presión
sobre el crudo y engendran en su seno finísimas corrientes de aire, con lo cual el crudo pasa a un
estado de seudolíquido.
Los elementos para la aireación son semipermeables, es decir, el aire penetra a través de
las placas hacia arriba, mientras que cuando se suspende el acceso de aire, el polvo no puede
caer hacia abajo a través de las placas.
48
2.4 Proceso de cocción: Hornos
2.4.1 Horno vertical.
Los hornos verticales modernos disponen de una doble cámara anular concéntrica de
refractario, por la cual circula una corriente de aire con objeto de impedir que se produzca en la
parte alta una gran temperatura clinkerizando el material en esa zona, lo que origina incrustaciones
del mismo. Estos hornos de doble cámara estaban hechos con la intención de que en la primera se
verifique una desecación y en la segunda, en la parte superior la clinkerizacion y en la inferior, el
enfriamiento gradual.
Se introduce el material puro en forma de briquetas desecadas, colocándose en capas
alternadas con el combustible y a veces, este se incorpora en su confección, haciéndose en
prensas análogas a la de los ladrillos.
Están formados estos hornos modernos verticales, por un cilindro de 8 a 10 metros de
altura y 3 metros de diámetro, forrados de camisas refractarias y con cámara de aire.
En los hornos verticales hay que practicar una selección de clinker, pues unos trozos están
poco cocidos, formados por carbonato cálcico y oxido de cal, presentando color amarillento
volviendo a introducirse en el horno para su perfecta cocción, de color gris acerado, formados por
silicatos que no han alcanzado suficiente basicidad, y que, de no ser muy abundantes, no se
eliminan y finalmente, los trozos bien cocidos de coloración negro verdoso, duros y compactos,
constituyen el buen clikner. Esta operación se practica a mano al pasar el clinker por la cinta
trasportadora.
Estos tipos de hornos dan gran rendimiento térmico siendo más económicos de instalación
y de combustibles que los rotatorios. En la actualidad en los hornos verticales se inyecta oxigeno,
con lo que se logra un menor consumo de calor y un aumento de la producción del clinker.
Preparación del crudo para horno rotatorio.
Eliminación de agua en las pastas: Para mejorar el rendimiento de los hornos interesa que
la materia prima entre en ellos con el menor contenido en agua posible. Esta disminución de agua
en el crudo para la vía húmeda se puede realizar mediante los siguientes procedimientos:
49
Químicamente, mediante la adición de fluidificantes.
Mecánicamente, eliminando el agua tratándolas con filtros de tambo o de discos.
Intercambiadores de calor: Son dispositivos previos al horno cuya finalidad es reducir la
humedad de las materias primas, aumentar su temperatura e incluso iniciar la calcinación. Con
ellos conseguimos reducir el trabajo del horno abaratando costos. Los intercambiadores más
utilizados son:
Intercambiadores externos para hornos vía húmeda: es un tambor rotatorio, cerrado con un
emparrillado de aberturas uniformes. La pasta del crudo penetra en el cilindro a través de
las aberturas de la parrilla. En un movimiento lento del tambor se produce un intercambio
de calor intensivo entre los gases procedentes del horno que circulan a contracorriente,
haciendo que se seque la pasta.
Parilla lepol: utilizado en vía semiseca, el crudo se granula previamente con adición de
agua, introduciéndolo en tambores giratorios, lo que da a la masa forma esférica en sus
partículas. En este sistema se hace pasar los gases de salida del horno dos veces a través
del lecho de nódulos.
Ciclones Humboldt: consiste en una seria de ciclones de dispuesto uno sobre el otro. Los
gases de salida del horno recorren los distintos ciclones mediante unas conducciones que
los atraviesan. En el último ciclón puede acoplarse un mechero con lo que aumenta el
efecto del intercambiador entrando el material en el horno parcialmente calcinado.
2.4.2 Horno rotatorio
Consiste en un cilindro dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación. En él se
introducen las materias primas por el extremo más elevado, mientras que por el otro se proyecta
una llama. Los gases de combustión proporcionan el calor necesario para las reacciones de
clinkerizacion. Para facilitar el contacto gases-material, el horno gira sobre su propio eje.
Características geométricas del horno rotatorio: Consiste en un tubo cilíndrico, metálico,
revestido de material refractario en si interior, con una longitud entre los 60 y 170 m y un diámetro
de 1.8 hasta los 6 metros; colocando ligeramente inclinado sobre el plano horizontal, se apoya
sobre varios pares de rodillos por medio de bandas de rodamiento de gran espesor concéntricas
50
con el tubo del horno.
La pendiente de estos hornos oscila entre el 2 y el 6 %. La velocidad de movimiento
rotatorio suele ser de 38 a 40 cm/s.
Quemadores y combustibles: Entre los combustibles sólidos el carbón de hulla, la turba y el
cock, estos se utilizan en estado pulverizado. De los combustibles líquidos se emplea ante todo, el
distinto tipo de combustible. De los combustibles gaseosos el más utilizado es el gas natural.
El mechero del horno rotatorio puede estar dispuesto paralelamente al eje u
horizontalmente. En el horno rotatorio normal pueden distinguirse las siguientes zonas:
Zona de secado 120°
Zona de pre calefacción 100-550°
Zona de calcinación 550-1100°
Zona de sinterizacion 1100-1450°
Zona de enfriamiento 1450-1380°
La existencia de intercambiadores de calor previos al horno reduce la exigencia de
longitud, de manera que no son precisas ni la zona de secado ni la de pre calefacción.
Revestimiento refractario: Las finalidades de este revestimiento son:
Proteger la chapa del horno de las llamas y del material en proceso de reacción.
Rebajar las pérdidas de calor por radiación y convección de la chapa del horno.
Enfriamiento del Clinker: El enfriamiento del clinker influye sobre su estructura,
composición, molturabilidades y con ello sobre las propiedades del cemento que con él se fabrica.
El objetivo de los enfriadores es controlar este proceso al mismo tiempo que se obtiene aire
caliente que mejora el rendimiento térmico durante la obtención del cemento.
Los enfriadores más usuales son los siguientes:
Enfriador de tambor rotatorio: es un tubo instalado a continuación del horno. En su
interior lleva unas paletas de material cerámico o de acero, que producen el
51
movimiento del clinker en contacto con el aire de enfriamiento.
Enfriador de parrilla: Consiste esencialmente en una parrilla inclinada sobre la cual el
clinker que sale del horno es uniformemente repartido en todo su ancho. El aire pasa
por las rendijas de la parrilla, atraviesa la capa de clinker cediendo a este el calor y
enfriándose rápidamente, lo cual es de gran importancia para la calidad del cemento y
repercute favorablemente sobre la molturabilidad del clinker.
Enfriador de satélites: son una serie de cilindros paralelos al eje del horno, situados a
modo de satélites. Estos enfriadores giran alrededor del horno al ser solidarios con él.
Este movimiento facilita el intercambio de calor con el aire frio que circula a contra
corriente y que entra al horno a temperatura adecuada para facilitar la combustión.
El clinker enfriado es recogido al final del proceso y transportado a los sitios
correspondientes.
Acabado del cemento: El clinker se deja en reposo para su enfriamiento total antes de su
transporte a los remolinos de cemento.
Adición de Yeso y adiciones: Para evitar que durante el amasado del cemento se produzca
un fraguado instantáneo es conveniente añadir al clinker un retardador para regular el tiempo de
fraguado y normalmente se utiliza el yeso natural dihidratado.
Así mismo y antes de la molienda conjunta, se añade al clinker la proporción de adiciones
para la obtención del cemento deseado.
Molienda del cemento: El clinker enfriado se transporta al molino, este suele ser de bolas
similar a los mencionados para el crudo, presentando únicamente diferencia en sus dimensiones.
Para la buena marcha del proceso, dos son las variables que tiene importancia en el rendimiento y
calidad del producto obtenido: granulometría de alimentación del molino y temperatura del producto
resultante (cemento).
Colección del polvo: La producción de polvo es la inevitable secuela que acompaña al
proceso de desmenuzamiento y de la manipulación tecnológica de los componentes materiales,
indispensables para la producción del cemento portland. En la explotación de una fábrica de
52
cemento se producen las siguientes clases de polvo:
Polvo de materias primas.
Polvo de crudo.
Polvo de carbón.
Polvo de gases de secado.
Polvo de gases de horno.
Polvo de clinker.
Polvo de yeso.
Polvo de cemento.
Para la separación del polvo la industria del cemento utiliza los siguientes tipos de
desempolvadores:
Ciclones
Filtros de tejidos
Filtros electrostáticos
En muchas ocasiones es necesario combinar los distintos tipos dependiendo de la
concentración y de la temperatura de las partículas emitidas, así como su composición.
2.5 Clinker composición y nomenclatura
Clinkerizacion y fases minerales del clinker: Una vez que el crudo entra en el horno, sufre
los procesos de calcinación y descomposición de las arcillas hasta alrededor de los 900°.
A medida que va avanzando el crudo por el horno la temperatura va creciendo y cuando
llega a 1200° aproximadamente empieza una fase en la cual reaccionan los óxidos fundamentales
para ya darnos el clinker con los diferentes procesos que lo conformar, esta fase se llama
clinkerizacion y la reacción será:
a CaO + b SiO2 + c Al2O3 1200° m SiO2 . n CaO2 + p Al2O3. q CaO + CaO (libre)
1600 °
Los productos de esta reacción son los siguientes:
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Silicatos cálcicos: Como podemos comprobar en la reacción anterior se formaran silicatos
cálcicos. De todos los posibles destacamos:
Tabla 19. Silicatos formados
3CaO.SiO2, 2CaO.SiO2, 3CaO.2SiO2, CaO.SiO2
C3S C2S C3S2 CS
De estos cuatros silicatos cálcicos los más frecuentes y mas importantes en cementos
portland son: C3S y C2S.
Silicato bicalcico C2S: endurece mucho más lentamente que el C3S, sin embargo, después
de largos plazos alcanza la misma resistencia que el CS.
Silicato tricalcico C3S: es el principal y decisivo componente del clinker para sus cualidades
resistentes. Endurece rápidamente dando altas resistencias iníciales.
Aluminatos: Otros compuestos que se formaran aparte de los silicatos serán los
aluminatos. De estos destacamos:
Tabla 20. Aluminatos formados
CaO.Al2O3, 3CaO.Al2O3, 12CaO.7Al2O3
CA C3A C12A7
El más frecuente es el C3A que prácticamente se encuentra en el cemento portland.
Aluminato tricaclcio C3A. Reacciona muy rápidamente con el agua, sin embargo, no posee
ninguna propiedad hidráulica destacable, aunque eleva la resistencia inicial del cemento en
combinación de los silicatos.
Ferrito Aluminato Tetracalcico C4FA: En la fase de clinkerizacion debido a la presencia de
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hierro también se formara este compuesto. Si en el clinker no hubiera suficiente alúmina, esta y el
oxido de hierro se combinan con la cal para producir C4FA y el resto del oxido férrico formaría C2F
(ferrito bicalcico), esto es poco frecuente en los cementos.
Composición potencial: La Composición teórica del clinker según Bogue.
El análisis químico ofrece una panorámica de la composición de óxidos en el clinker o el
cemento. Bogue desarrollo un proceso de calcula según el cual, a partir del análisis químico se
puede calcular el contenido en minerales, ante todo el C3S, C2S, C3A, C4AF. Bogue llamo
composición potencial a la composición del clinker así calculado. Partiendo de los elementos
fundamentales cuyas características son:
Tabla 21. Composición teórica del Clinker según Bogue
Elemento Peso Atómico Peso Molecular del oxido
Al 22 A-102
O 16 ----
Fe 56 F-160
Si 28 S-60
Ca 40 C-56
Tabla 22. Compuestos fundamentales y peso molecular
Compuesto Peso molecular
SC3 228
SC2 172
AC3 247
FAC4 486
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Si suponemos que dé A tenemos una cantidad “a”, de F “f”, de S “s” y de C “c”, el criterio
de Bogue consiste en considerar que:
Primero todo el F que ahí se nos va a transformar en FAC4. Luego, si por cada mol de F
hay un mol de FAC4, el contenido de FAC4 será:
FAC4= 486/160 f= 3.04 f
Lo cual es posible cuando hay suficiente A y C para formar esa cantidad de FAC4. Pero si
estamos haciendo un cemento siempre tendremos suficiente C, y como ya se comentó, vamos a
suponer que siempre ha y suficiente alúmina.
La alúmina consumida será (mol a mol sobre F)= 102/160 f
Segundo, el A restante pasa a formar AC3; luego:
AC3=(a-102/160 f) 270/102= 2.65 a – 1.69 f
¿Cuánta caliza hemos consumido ya?
Consumida en formación de FAC4 4 x 56/160 f
Consumida en formación de AC3 3 x 56/102 (a – 102/160 f)
Así la caliza consumida total es:
168/102 a + 56/160 f
Tercero el resto de C y S formaran los silicatos cálcicos.
La cal total en silicatos es:
2.56/172 SC2 + 3.56/228 SC3= C – 168/102 a – 56/160 f
La sílice total será:
60/228 SC3 + 60/172 SC2= s
Resolviendo el sistema formado por estas dos ecuaciones obtenemos que:
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SC3=4.07 c – 7.6 s – 1.43 f – 6.72 a
SC2= 2.86 s – 0.75 SC3
De esta manera obtendremos la dosificación potencial según Bogue que es la siguiente:
FAC4 = 3.04 f
AC3= 2.65 a – 1.69 f
SC3= 4.07 c -7.6 s – 1.43 f – 6.72 a
SC2= 2.86 s – 0.75 SC3
2.6 Propiedades de los constituyentes principales.
Resistencia mecánica a lo largo del tiempo: Los silicatos C3S y C2S son los que ofrecen
mayores resistencias, el C3S da una pendiente en su curva de aumento de resistencias en función
del tiempo mucho mayor que la del C3S “a corto plazo”, aunque a largo plazo las resistencias
obtenidas son del mismo orden.
Por lo tanto el SC3, como antes hemos indicado, es el producto fundamental a obtener, y
su contenido, un índice de la calidad de los cementos.
Propiedades hidráulicas: Las propiedades hidráulicas del aluminato tricalcico y del ferrito
aluminato tetracalcico son despreciables. El carácter hidráulico de los cementos se debe al SC2 y
SC3.
Fundentes: Los fundentes, como se sabe, son productos que se mezclan con el crudo en
pequeñas proporciones, para no alterar las cualidades del futuro del cemento, que hacen que
obtengamos el clinker a menores temperaturas, ahorrando de esta manera combustible y dinero.
La composición de los fundentes serán ricos en F y A, formándose al clinkerizar, el constituyente
mineralógico FAC4 que reduce el punto de fusión de la mezcla.
Calor de hidratación: Es el calor desprendido debido a las reacciones de hidrólisis que se
producen al fabricar el paste de cemento. El constituyente mineralógico de mayor calor de
hidratación es el AC2 seguido del SC3 cuyo calor de hidratación es mucho más elevado que el del
SC2.
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Resistencia de agentes externos: La acción de los iones SO4 sobre las fases hidratadas del
C3A da lugar a la formación de sulfoaluminatos complejos, como por ejemplo, la estringita, que
produce un aumento importante de volumen, aumento que puede causar el deterioro del hormigo,
cuando esta reacción se produce después del periodo de fraguado y endurecimiento inicial.
Esta reacción es de tal intensidad que, cuando la aportación del SO4, al hormigón es
suficiente, la masa cementante llega a deshacerse casi completamente.
Influencia de los constituyentes en las propiedades: Las experiencias de Bogue y los
estudios posteriores han esclarecido definitivamente la aportación específica de cada componente
a la calidad de un cemento y sobre todo, a sus resistencias mecánicas y durabilidad.
A base de obtener clinkeres puros de cada uno de los componentes principales, C3S,
C2S,C3A y C4AF, así como del C2F se obtuvo mediante ensayos los siguientes resultados:
a) Resistencias mecánicas
Los silicatos de calcio C3S y C2S, tal como avanzo Le Chatelier, son los que aportan
mayores resistencias al aglomerante, siendo el tricalcico el responsable de las resistencias
iníciales, aunque a largo plazo (más o menos un año) se igualan los dos.
Por ello los cementos de alta resistencia inicial deben tener más del 60% de C3S pero la
resistencia final depende en igual proporción del C3S y C2S.
Los componentes de C3A y C4AF aportan muy escasas resistencias aunque el primero de
su resistencia aunque el primero contribuye a la resistencia inicial en las primeras 48 horas por su
rápida hidratación, a pesar de su reacción con el yeso, que actúa como retardador, dando Sal de
Candlot o Entrigita. Ambos, especialmente el C4AF, tienen carácter de fundentes o mineralizadores
al bajar la temperatura de clinkerizacion en el horno abaratando el proceso.
Las propiedades resistentes del cemento no se producen por la adición de las que aportan
sus componentes ya que, las de estos en estado puro, por separado, no son iguales a las del
compuesto.
b) Calor de hidratación.
58
El fenómeno de liberación del calor en las reacciones químicas de hidratación se debe
básicamente al C3A que libera doble cantidad de calor que el C3S y este a su vez doble que el C2S.
Los valores del CaO y MgO libres son altos pero al estar en muy baja cantidad su aporte total en
calorías es pequeño.
Cuando se necesitan un cemento de bajo calor de hidratación para grandes masas ya que
produce fisuracion, debe ser rico en sílice, formándose mayor cantidad de C2S. Para casos de
puesta en obra en tiempo frio el calor de hidratación es positivo al evitar las heladas.
Esta propiedad si es aditiva, siendo el total del calor desprendido la suma del de todos los
componentes.
C3A 207 cal/gr
C3S 120 cal/gr
C4AF 100 cal/gr
C2S 62 cal/gr
CaO 279 cal/gr
MgO 203 cal/gr
CaSO4 + C3A 149 cal/gr por gr de SO3
c) Retracción- Expansión
Propiedad tecnológica de gran importancia no depende de los constituyentes principales ni
de su porcentaje.
La retracción es un fenómeno físico que depende de la concentración que se produce en la
hidratación de los granos, siendo mayor para los pequeños tamaños, por lo que los cementos muy
finamente molidos son muy retractivos. La expansión se bebe a la hidratación del CaO y MgO
libres. También, indirectamente al C3A por su reacción con el yeso dando Sal de Candlot, muy
expansiva en su hidratación.
d) Resistencia al hielo- deshielo
Los cementos con alto contenido en C3A son particularmente sensibles al hielo y deshielo
alternativos una vez graduados, debiendo utilizarse cementos con bajo contenido de C3A en tiempo
frio.
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e) Durabilidad
En muchas de sus aplicaciones es de gran importancia la durabilidad o resistencia química
de los cementos, la presencia del C3A es bastante nociva en este caso, en especial cuando la
dosificación de yeso es insuficiente para reaccionar con él y queda al libre para reaccionar con
sulfatos procedentes del exterior una vez fraguado el cemento, ya que forma Sal de Candlot muy
expansiva y disgrega el material. Esto es especialmente dañino con presencia de aguas
selenitosas o sulfatadas ya que, en medio húmedo, las reacciones son más rápidas, por lo que se
debe evitar el C3A para cementos que estén en contacto con ellas.
Los cementos ricos en cal son más débiles químicamente en todos los casos al liberar
mucho Ca (OH)2 o portlandita, muy sensibles a los ácidos y al CO2. Para evitarlo se añade mas
sílice y hierro, aumentando el porcentaje de C2S y C4AF sobre el C3S y C3A más atacables
químicamente.
En resumen, los cementos ricos en C3S y C3A tiene mejores resistencias mecánicas
iníciales peros son débiles químicamente y liberan mucho calor de hidratación. Los ricos en C2S y
C4AF dan poca resistencia inicial aunque buena a largo plazo y son químicamente más estables.
Influencia de los constituyentes del clinker sobre las propiedades del cemento
Tabla 23. Influencia de los constituyentes del clinker
Tipo de Propiedad Propiedades PERJUDICAN
FÍSICAS
Retracción - Expansión
Calor de hidratación
Hielo-Deshielo
CaO,Mgo
C3A, C3S, C3S
C3A
QUÍMICASResistencia agentes agresivos
Resistencia sulfatos
Los ricos en cal
C3A
FAVORECEN
MECÁNICAS Resistencia inicial C3S, C3A
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Tipo de Propiedad Propiedades PERJUDICAN
Resistencia final C3S, C2S
Hidratación de los componentes del clinker: La propiedad esencial de los cementos
hidráulicos, de cara a su uso en construcción, es la de dar, al mezclarlos con agua, una pasta que
fragua y endurece tanto al aire como bajo el agua.
Los compuestos en estado anhidro, reaccionan con el agua hidratándose, dándose en el
proceso una solidificación de la pasta que adquiere dureza y resistencias mecanizas con el tiempo.
La importancia de conocer científicamente como se produce este proceso es evidente, así
como las circunstancias que pueden favorecer o perjudicar el mismo.
Distintas teorías. Coloide, Cristaloide y Geles
Teoría Cristaloide: Los primeros trabajos sistemáticos sobre el tema los realizo Chatelier
que llega a la conclusión, en 1882, de que hacen falta cuatro condiciones para lograr la hidratación
progresiva de una sustancia, con garuado y endurecimiento de la misma:
Que se disuelva en agua una sal anhidra o parcialmente hidratada.
Que se produzca un nuevo compuesto de mayor grado de hidratación y con menor
solubilidad para formar una solución sobresaturada.
Que tenga lugar una formación de cristales.
Que los cristales, en relación a su medio, sean coherentes y adherentes.
De acuerdo a estas premisas presento una teoría que se ha denominado cristaloide según
la cual, los contribuyentes del cemento, en presencia del agua, entran en solución según su grado
de solubilidad, siendo este mayor en los constituyentes anhidros que en los hidratados.
La solución llega a sobresaturarse de componentes hidratados separándose estos por
cristalización, precipitando, por lo que permite la disolución de nuevos constituyentes anhidros
repitiéndose el proceso sucesivamente.
Teoría Coloide: Poco después, en 1892, Michaelis expuso una nueva teoría basada en la
61
existencia de material en estado coloidal en el cemento hidratado, por lo que la denomino coloide.
En ella admite la formación de cristales de aluminatos, sulfoaluminatos e hidróxido cálcico,
considerando que los silicatos hidratados precipitan en forma de gel que rellena los huecos de
aquellos cristales, endureciendo y cediendo progresivamente su agua, continuando la hidratación
de los demás componentes anhidros.
Hidratación de los componentes mineralógicos: Se estudia por separado la hidratación de
cada uno de los componentes del clinker. El silicato tricalcico: reacciona rápidamente con el agua
de la forma siguiente:
3 CaO SiO2 + agua = n CaO SiO2 m H2O + (3-n) Ca (OH)2 (aprox. 3 días)
El silicato bicalcico: lo hace más lentamente y libera menos Ca (OH)2
2 CaO SiO2 + agua = n CaO SiO2 m H2O + (2-n) CaO (OH)2 (aprox. 18 días)
n varía entre 1 y 2. Los productos de hidratación del C3S y C2S tienen una composición
media próxima a:
1.5 CaO SiO2 3 H2O y se libera Ca (OH)2
El aluminato tricalcico: reacciona rápidamente en presencia del Ca (OH)2 liberando
formándose aluminatos hidratados:
3 CaO Al2O3 6 H2O
4 CaO Al2O3 12-14 H2O (aprox. 11 minutos)
La formación de uno u otro depende de la riqueza de la cal de la pasta de cemento. Si
existe CaSO4 2 H2O (adición al clinker) disminuye la solubilidad de los aluminatos anhidros ya que
la solución madre contiene cal y yeso en disolución.
Entonces la formación de aluminatos hidratados se sustituye por una solución más
estable: sulfoaluminato cálcico (sal de Candlot) o estringuita:
3 (CaSO4 2 H2O) + 3 CaO Al2O3 + 25 H2O = 3 CaO Al2O3 3 CaSO4 31 H2O
62
Existe también una variedad de sulfoaluminato pobre en sulfato formándose una serie de
soluciones solidas. El ferrito aluminato tetracalcico: reacciona con el agua y forma aluminatos
cálcicos hidratados cristalizados y ferrito cálcico hidratado amorfo con cal e hidróxido férrico (aprox.
21 minutos).
La cal y magnesia libres: reaccionan con el agua más o menos rápidamente según la
temperatura y tiempo de cocción del clinker y se forman:
CaO + H2O Ca (OH)2
MgO + H2O Mg (OH)2
Está comprobado que las primeras reacciones de hidratación se dan en la superficie de los
granos, provocándose precipitaciones aceleradas por aquellos principios físicos que concurren en
el desarrollo de la solubilidad de constituyentes conduciendo rápidamente a la sobresaturación
(presión, temperatura, etc.)
Las precipitaciones reducen la movilidad de las pasta aumentado su viscosidad: el
fraguado apretándose luego las partículas entre sí por interposición de cristales ya adherencia
coloidal dando a la pasta cohesión y dureza: el endurecimiento.
2.7 Fraguado y endurecimiento
Fraguado: Se define el fraguado como “el fenómeno por el cual, una masa deformable se
hace rígida en un intervalo de tiempo determinado”. Al momento en que la masa comienza a
solidificar se le denomina principio de fraguado y cuando se hace rígida y solidifica fin de fraguado.
Un aglomerante tiene fraguado hidráulico cuando es capaz de fraguar bajo el agua o en
ambiente saturado de esta.
El proceso de fraguado se caracteriza entonces por el aumento de viscosidad de la pasta,
a causa de la precipitación sucesiva de los granos y de la cal, perdiendo movilidad y pasando
sucesivamente del estado fluido al plástico y finalmente sólido.
La reacción físico-química que explica el fraguado ya ha sido estudiada al exponer las
teorías de la hidratación, aunque estas no aclaran el fraguado hidráulico. Dicho fraguado se explica
63
por la alta velocidad de hidratación de las partículas de C4AF y más aun del C3A, ejerciendo una
acción deshidratante en el seno de la más, suficiente para conseguir una deshidratación de los
geles formados en la hidrólisis.
Esta hidratación da lugar a una trama de fases cristalinas entrelazadas e indisolubles, que
frenan la difusión del agua exterior al sistema, provocando el aumento de la viscosidad del gel que
aísla prácticamente al sistema del agua exterior. Esta estanqueidad, muy elevada, permite que se
conserve casi en la totalidad de la masa la relación A/C del amasado inicial.
El proceso de fraguado se realiza como sigue:
La reacción con el agua se produce inicialmente en los aluminatos y a continuación
con los silicatos.
Para impedir el agarrotamiento de la pasta, por excesiva velocidad de fraguado, se
añade un retardador al cemento, normalmente yeso deshidratado, el cual reacciona
con los aluminatos formando sulfoaluminatos poco solubles y más lentos en su
hidratación.
Esto hace que se mantenga la concentración de aluminatos por debajo de saturación,
sin precipitar los ya hidratados, permitiendo entones la hidratación de los silicatos.
Los cementos son aglomerantes de fraguado lento, con una duración del proceso entre 6 y
8 horas (el pliego exige menos de 12 horas a todos los cementos). Las normas establecen las
condiciones d ensayo que determinan los tiempos de principio y fin de fraguado o tiempos de
trabajabilidad.
El fraguado es un parámetro importante que las cementeras requieren controlar, ya que los
tiempos de fraguado son diferentes de una muestra a otra y que varia todos los días, el resultado
de estos tiempos siempre difieren, por ello en los siguientes párrafos se incluyo el método de
tiempo de fraguado, el cual podemos encontrar dentro de la norma NMX-C-059-ONNCCE-2006
“Industria De La Construcción – Cemento Hidráulico – Determinación Del Tiempo De Fraguado De
Cementantes Hidráulicos (Método De Vicat)” Esta norma establece el método de ensayo bajo el
cual se efectúa la determinación del tiempo de fraguado de las pastas de cementantes hidráulicos,
midiendo su resistencia a la penetración de la aguja del aparato de Vicat. Los materiales e
instrumentos para realizar esta prueba son;
64
Agua destilada para el mezclado de pastas.
Equipo, aparatos e instrumentos:
Balanza. Debe cumplir los requisitos establecidos en la norma mexicana NMX-C-
057-ONNCCE
Pesas. Debe cumplir los requisitos establecidos en la norma mexicana NMX-C-
057-ONNCCE
Probetas. Debe cumplir los requisitos establecidos en la norma mexicana NMX-C-
057-ONNCCE
Aparato de Vicat debe cumplir los requisitos establecidos en la norma mexicana
NMX-C-057-ONNCCE
La ubicación del aparato de Vicat debe estar lo más cerca posible del cuarto
húmedo o gabinete de curado.
Molde del espécimen. La pasta del cemento es sostenida en un anillo cónico con
altura de 40 mm ± 1 mm y una base de plato removible. La superficie del
espécimen debe tener un diámetro mínimo de 60 mm ± 3 mm.
Cuchara plana. Debe cumplir los requisitos establecidos en la norma mexicana
NMX-C-057-ONNCCE
Mezclador mecánico. El mezclador mecánico debe estar constituido con lo
estipulado en la norma NMX-C-085-ONNCCE
CONDICIONES AMBIENTALES
Condiciones de temperatura. La temperatura ambiente del laboratorio, así como los
materiales y equipo utilizado en el ensayo deben estar entre 293 K (20 °C) y 300 K (27 °C).
La temperatura del agua de mezclado y del cuarto o gabinete de curado deben
conservarse a 293 K ± 2 K (23 °C ± 2 °C).
Condiciones de humedad. La humedad relativa del laboratorio debe ser mayor a 50% y la
del gabinete o cuarto húmedo debe estar de acuerdo con la norma NMX-C-148-ONNCCE.
Preparación y acondicionamiento de las muestras: Prepare una pasta de cemento de
acuerdo con el procedimiento descrito en la norma NMX-C-057-ONNCCE
Procedimiento: Determinación de los tiempos de fraguado una vez hecha la probeta, se
65
coloca inmediatamente en al gabinete o cuarto húmedo. Después de permanecer 30 min en el
cuarto húmedo, se determina la penetración de la aguja de 1 mm de diámetro del aparato de Vicat
y posteriormente cada 15 min, hasta que se obtenga una penetración de 25 mm o menor.
Determinación de la penetración: Para la determinación de la penetración, se baja la barra
B hasta que la aguja D quede en contacto con la superficie de la pasta, en este punto fije la barra B
con el tornillo E. Luego coloque el indicador F a una lectura cero en la escala, o tome una lectura
inicial. Afloje el tornillo E, con lo que la barra queda suelta y cae sobre la superficie de la pasta en
la cual penetra, a los 30 s de haber caído se aprieta el tornillo E y se toma la lectura en la escala
para determinar la penetración de la aguja. La barra debe soltarse aflojando el tornillo E y caer
libremente cuando se efectúen las determinaciones de tiempo de fraguado. Las penetraciones no
deben efectuarse a una distancia menor a 5 mm una de otras y ninguna de ellas se hará a una
distancia menor a 10 mm de la parte interior del molde.
Precauciones: Durante todo el ensayo el aparato debe estar libre de toda vibración. La
aguja de penetración debe siempre estar recta y limpia, ya que el cemento adherido a la aguja
causa que las penetraciones no se hagan adecuadamente y las lecturas obtenidas sean erróneas.
El tiempo de fraguado es afectado por el porcentaje y la temperatura del agua empleada,
por el grado de amasado que se le dé a la pasta y por la temperatura y humedad del ambiente, por
lo tanto el control de estas variables es fundamental en la realización del ensayo.
Cálculo y expresión de resultados: Se registran todas las lecturas de las penetraciones y
por interpolación se determina el tiempo correspondiente a la penetración de 25 mm; este es el
tiempo de fraguado inicial. El tiempo de fraguado final es aquel en el que la misma aguja no
penetra visiblemente en la pasta.
Repetibilidad y reproducibilidad: La desviación estándar entre un mismo operador se ha
encontrado que es 12 min para el tiempo de fraguado inicial dentro del rango de 50 min a 200 min
para el tiempo de fraguado final dentro del rango de 185 min a 312 min.
El resultado de dos ensayos adecuadamente realizados por un mismo operador a la misma
muestra, el tiempo de fraguado no debe de diferir en más de 34 min para el fraguado inicial y no
más de 56 min para la determinación del fraguado final. La desviación estándar de ensayos entre
diferentes laboratorios se ha encontrado que es de 16 min para el tiempo de fraguado inicial dentro
del rango de 50 min a 200 min y 43 min para el tiempo de fraguado final dentro del rango de 185
66
min a 312 min.
El resultado de dos ensayos adecuadamente realizados por diferentes laboratorios a la
misma muestra, el tiempo de fraguado no debe diferir en más de 45 min para el fraguado inicial y
no más de 122 min para la determinación del fraguado final.
Informe de resultados: El informe de resultados debe contener como mínimo la siguiente
información: El reporte del tiempo de fraguado inicial y fraguado final con aproximación al minuto.
Endurecimiento: Sin solución de continuidad pero separado convencionalmente del
fraguado, tiene un tiempo de solape y se define como “la progresiva adquisición de resistencias
mecánicas”. Las partículas se aprietan entre sí por interposición de cristales y adherencia coloidal,
dependiendo entonces el mayor o menor grado de resistencia de las películas coloidales y el gel
microcristalino, es decir, de los silicatos C3S y C2S.
El agua penetra poco a poco hacia el interior de los gránulos minerales hidratándolos,
produciéndose a la vez el fenómeno de retracción de la pasta y la adherencia del conjunto.
La duración del endurecimiento es indefinida, aunque se considera finalizado a los 28 días
en la mayoría de los cementos y en algún caso a los 90 días. Esta duración es más corta en
cementos finamente molidos y que han sido cocidos y enfriados adecuadamente. El
endurecimiento se ve perjudicado por el exceso de agua de amasado, la existencia de materias
orgánicas e inorgánicas en el agua o el árido y por las condiciones atmosféricas. El frio lo retrasa,
llegando a interrumpirse con la helada y el calor lo acelera pero le roba el agua, por lo que se debe
curar de forma continua. El esquema de tiempos de hidratación en su conjunto es el siguiente:
Fraguado
Cemento+
AguaEstado Líquido
Estado Plástico
Estado Solido
Estado Pétreo
Endurecimiento
P.F. 60 mm
F.F. 12 h.
2 Días
7Días
28Días
Amasado
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2.8 Características Físicas y Mecánicas.
Este tema lo planteamos en dos partes diferenciadas, en la primera de ellas trataremos de
analizar la estructura del cemento y la pasta que se obtiene al mezclarlo con agua, así como los
procesos de hidratación de sus constituyentes. El objetivo final es el de exponer los conceptos
básicos que puedan explicar el comportamiento de la pasta de cemento y su fraguado y en
consecuencia los efectos oportunos en el hormigón.
Finura de molido: El valor de la finura de un cemento decide la calidad de este en el
sentido más amplio, de modo que cuanto más elevado sea el grado de finura del aglomerante
acabado corresponderá una mayor superficie de exposición (superficie esférica) a las reacciones
de hidrólisis y por tanto a un mayor desarrollo de resistencias y poder hidráulico.
La influencia que el tamaño de grano de las partículas de clinker tiene sobre el valor de las
resistencias es de gran interés. La mayoría de los autores admiten que la fracción granulometría de
un cemento de 3 a 30 micras es la que da lugar prácticamente al desarrollo de resistencias y que
los cementos de altas resistencias iníciales requieren, como mínimo, un 10% entre 0 y 3 micras.
En contrapartida un aumento excesivo de finura exige un mayor control de la utilización
para evitar posibles fisuraciones.
La determinación de la finura de un cemento se puede terminar mediante 3 métodos:
Tamizado seco.
Tamizado húmedo.
Permeabilimeto Blaine.
El tamizado seco: consiste en determinar la cantidad de material retenido por el tamiz de
90 micras y expresar en tanto porciento la muestra sometido a ensayo.
Así pues, para determinar la finura se utilizara la siguiente expresión:
F = 100- (Rm x 100)/ M
Dónde:
68
F= es la finura del cemento.
Rm= Es el residuo de la muestra retenido sobre el tamiz
M= Es la masa de la muestra
El tamizado húmedo: consiste en determinar la finura mediante el empleo del tamiz de 90
micras y corriente de agua. Una masa cocida y seca de cemento se coloca sobre el tamiz.
Sometido a corriente de agua, la fracción del cemento con partículas de menor tamaño que la
abertura de la malla la atraviesa. Se seca y se pesa la fracción retenida.
La finura del cemento se obtiene de la forma siguiente:
Rc= Rm x (100 + C)
F= 100 - Rc
Donde:
F= es la finura del cemento.
Rc= es el residuo corregido.
Rm= es el residuo de la muestra retenida en gramos.
C= es un factor de corrección del tamiz.
El permeabilimetro Blaine: consiste en hacer pasar una corriente de aire bajo presión
preestablecida a través de un material granular. La velocidad del paso del aire disminuye al
aumentar la finura de los granos ya que disminuya el diámetro de los poros por los que debe pasar
el agua.
Peso específico: El valor del peso específico real para los cementos es sensiblemente
mayor de 3.0 gr/cm3, oscilando entre 3 y 3.2 gr/cm3 sino contienen adiciones, tras añadir
únicamente al clinker del 7 al 10% de yeso, que son siempre menos densos que este, el valor de la
densidad desciende notablemente.
Lo mismo sucede si el cemento se deteriora (presencia de humedad, inicio de hidratación,
carbonatación de la cal, etc.) por eso cuando mayor sea la densidad, mayor será la calidad del
cemento.
Cambios de volumen: La expansión puede medirse por el método de la autoclave o por el
69
método de las agujas de Le Chatelier. El ensayo de autoclave es un ensayo acelerado que, al
combinar presión con temperatura, pone de manifiesto a corto plazo el carácter más o menos
expansivo que tendrá un cemento a largo plazo debido a la existencia de magnesia o de cal libre
en exceso. Si el expansivo en obra. En caso contrario, podrá presentar expansiones o no, según
condiciones y circunstancias prácticamente imponderables.
El método de Le Chatelier se efectúa mediciones de la expansión en frio y en caliente, pero
sin que actué la presión. Es menos severo que el método de la autoclave.
Resistencia Mecánica: Las propiedades mecánicas son fundamentales para definir la
calidad de un cemento. La resistencia a compresión y la evolución de esta a lo largo del tiempo
está delimitada por el pliego de prescripciones y define la clase de cemento a que corresponde,
Los ensayos para determinar las características mecánicas consisten en medir la
resistencia a flexotracción de probetas de mortero de 40 x 40 x 160 mm y la resistencia a
compresión de probetas obtenida de las dos partes resultantes en el ensayo de flexotracción.
La resistencia a flexotracción viene dada por la siguiente fórmula:
= 1.5 × F lb ( Nmm )
Donde:
Rf= es la resistencia a flexotracción
Ff = La carga aplicada en el centro del prisma, en newton.
L= Es la distancia entre apoyos, en milímetros.
b= el lado de la sección cuadrada del prisma, en milímetros.
La resistencia a compresión se determina según la siguiente expresión:
= 1600 ( )
Donde:
Rc= es la resistencia a compresión.
Fc= la carga de rotura, en Newtons.
1600 es el área de la probeta en contacto con los platos de carga en mm2.
70
La dosificación del mortero utilizado para los ensayos, la fabricación y rotura vienen
determinados por la normativa.
Durabilidad: En muchas de las aplicaciones del cemento es de gran importancia la
durabilidad o resistencia química de los cementos. Si bien es cierto que las capacidades
mecánicas y sus valores son perfectamente calculados y conocidos, no lo es tanto el
comportamiento químico y la duración o edad del mismo. Son múltiples los factores que influyen en
la durabilidad de un cemento, siendo los más importantes los siguientes:
Perdida al fuego: La conservación del cemento acabado requiere su preservación de la
humedad ambiental para evitar una anticipada hidratación antes de su utilización. Ello supondría
una pérdida de calidad gradual, con grave peligro si no es detectada previamente. Este fenómeno,
llamado de meteorización, da como consecuencia un aumento de valor de la pérdida al fuego en
sus dos componentes: agua de la hidratación de los silicatos y CO2 procedentes de la
carbonatación del hidróxido cálcico, formando por la hidrólisis de los silicatos. El valor de la pérdida
al fuego da por tanto una idea del estado de meteorización de un cemento.
Residuo insoluble: Es la cantidad de material que no se disuelve en ácido clorhídrico al
10% en ebullición durante unos minutos. Todos los componentes del clinker son solubles a este.
También lo es el yeso, por lo que un cemento, sin adiciones de otros materiales distintos a la
caliza, como son las punzolanas, cuarzos, feldespatos, etc., dan un valor de residuo insoluble del
orden de 0.5.
Al aumentar el residuo insoluble disminuye la resistencia, a no ser que esta disminución
sea simultáneamente contrarrestada por la mejora de otras variables, por ejemplo aumentado la
finura de molido. Los cementos con adiciones poseen elevadas cantidades de residuos insolubles.
Composición del clinker: Los silicatos de calcio C3S y C2S sobre todo el primero, son los
que aportan mayores resistencias mecánicas al aglomerante cuya composición integran. En
cambio, los C3A y C4AF aportan baja resistencia mecánica a largo plazo, aunque el C3A
contribuyen a las resistencias iníciales.
Los clinker que tienen elevado contenido de C3S presentan una alta proporción de CaO en
su composición y deben ser clinkerizados a una temperatura suficiente alta para mantener el
contenido de cal libre bajo el 1 %.
71
Cal y magnesia libre: El contenido de cal libre debe ser inferior a 2% dada la expansión de
volumen que produce su hidrólisis (formación de Ca (OH)2, de carácter expansivo).
El MgO tiene una reacción similar. Cuando la cantidad de magnesia es superior al 5 % en
el clinker, el cemento puede adoptar carácter expansivo.
Si bien el contenido en cal y magnesia libre no está limitada, si lo está el efecto expansivo
que se controla por medio de las agujas de Le Chatelier o mediante autoclave.
Contenido en SO3: El contenido en SO3 decide la calidad del cemento portland por varios
motivos:
Cuando el contenido esta fuera de un estrecho margen (entre 2 y 4%) afecta al tiempo
de fraguado. Cuando es menor el fraguado puede ser muy rápido. Cuando su valor es
del 6 al 10 %, inhibe el fraguado, no existiendo entonces endurecimiento ni efecto
aglomerante.
Otro inconveniente se presenta cuando la cantidad de SO3 sobrepasa el 4 %: puede
haber, según el contenido de C3A un exceso de SO4Ca2 + 2 H2O libre en el hormigón
que será objeto de reacción con el C3A excedente o con el que eventualmente quede
libre de otras zonas del hormigón y hace más intenso el efecto corrosivo a las
armaduras.
Otro aspecto muy importante de la dosificación del SO3 dentro de los límites, es que
con su aumento se reduce la retracción hidráulica de los cementos explicado por la
formación de una mayor cantidad de estringita en los primeros plazos.
Calor de hidratación: El calor de hidratación de los cementos se obtiene midiendo la
diferencia entre el calor desprendido en un calorímetro por la disolución de un cemento anhidro en
una solución acida de acido fuerte y el del mismo cemento hidratado en pasta pura, en una plazo
convenido. El calor total de hidratación del cemento es producido por la aportación de los calores
parciales de cada uno de los componentes del clinker.
Los cementos en elevado contenido de C3S y C3A son lo que tienen mayor valor de calor
de hidratación y son a su vez, por lo general, los cementos que poseerán las mayores resistencias
mecánicas a todos los plazos.
Otra variable importante es la finura, de modo que a mayor grado de esta corresponde un
72
mayor calor de hidratación debido a la mayor superficie en la que se realizan las reacciones de
hidratación.
Este punto es importante para regular, con el tipo de cemento elegido, la retracción térmica
en aquellos casos en que es particularmente nociva, como en el hormigón en masa. Inversamente
en el hormigón en tiempo frio (cuando no son obras en masa) es más conveniente el empleo de
aglomerantes con elevado calor de hidratación, teniendo presente que cuando el volumen de
hormigón puesto en obra comienza a ser importante la retracción hidráulica motivada por una
eventual relación de agua/cemento elevada puede sumarse al efecto de su retracción y da lugar a
fisuras del hormigón.
A continuación se muestra un esquema en donde se resume el proceso de obtención del clinker y
del cemento.
73
74
Variables de las que depende la cantidad de un cemento: La calidad de un cemento tipo
portland, depende de muchos factores, siendo los fundamentales: la composición química del
crudo, la clinkerizacion correcta con reducida cal libre, la ausencia de óxidos perturbadores como el
P2O5 en más de un 0.5 % o el MgO en más del 5 % que afecta al endurecimiento.
Todo ello repercute en los valores de la resistencia a la flexo tracción y a la compresión,
aunque la calidad de un cemento no es solo esto, ya que a veces, interesa más una buena
durabilidad o un bajo calor de hidratación, un menor grado de finura, incluso menor resistencia
mecánica para su uso como mortero y una buena resistencia química.
Dada la complejidad del problema, vamos a referirnos solo a las variables de las que
depende el conseguir resistencias altas.
Los principales puntos a estudiar son los siguientes:
a) Finura de molido: cuando más elevada sea, mayor extensión tendrán las reacciones de
hidrólisis aumentando las resistencias, sobre todo las iníciales a corto plazo.
b) Composición del clinker: los silicatos de calcio son los que aportan mayores
resistencias al aglomerante.
c) El módulo de silicatos: relación entre el SiO2 y los óxidos metálicos. Varía de 2 a 3.5
siendo mayor con alto contenido de silicatos.
d) El grado de saturación de cal GSP: mide el grado de formación de compuestos
cálcicos debiendo ser próximo a 100. Varia normalmente entre 88 y 97, siendo los
limites superiores los que dan mayor cantidad de C3S y por lo tanto mayor resistencia.
e) El contenido de C3A: varía de un 8 a un 12% en cemento normales y favorece la
adquisición de resistencias iníciales altas en las primeras 48 horas. El peligro de
ataque de sulfatos obliga a reducir su presencia al 5 %.
f) El módulo de fundentes M.F: es la relación alúmina/hierro que varía entre 1,4 y 3 no
afectando a las resistencias a largo plazo pero si a las iníciales. Los valores bajos
permiten la formación de silicatos disminuyendo el C3A al existir más cal disponible.
Para valores de 0.64 en peso, todo el oxido de aluminio para al C4AF y no se forma
C3A consiguiéndose cementos de alta resistencia a sulfatos.
75
g) La densidad real del cemento: para los cementos cuya adición es el yeso varia de 3 a
3.15 gramos/cm3 dando mayor calidad las altas densidades. Si se añaden otras
adicciones la densidad desciende notablemente.
h) El residuo insoluble: es la cantidad de material que no se disuelve en ácido clorhídrico.
Los valores altos perjudican la resistencia y se dan en los cementos con puzolanas o
cenizas volantes, en los que se permite valores del 8 %. En los normales es del 5 %.
i) Perdida al fuego: es el material que se volatiliza a 950 °C siendo el CO2 de los
carbonatos, el absorbido de la atmosfera o el agua absorbida por meteorización, los
que lo forman.
j) Contenido de MgO: en cantidades mayores al 5 % hace expansivo al cemento al
hidratarse lentamente, disgregándolo.
k) Contenido de CaO: por la misma causa deber ser inferior al 2 % por su hidrólisis tardía
y expansiva. Nos estamos refiriendo aquí al contenido de CaO libre.
l) Contenido en SO3: afecta a la cavidad del cemento por varios motivos: Su contenido
debe estar entre el 2 y el 4 % pues regula muy bien el fraguado. Para valores por
debajo del 1 % el fraguado es muy rápido apelotonándose la masa, dificultando la
puesta en obra y reduciendo la resistencia. En valores altos del 6 al 10 % inhibe el
fraguado. Debe estar en forma de dihidrato cálcico ya que como hemihidrato fraguaría
al amasar el cemento perjudicando el proceso de fraguado.
m) El calor de hidratación: debido fundamentalmente al C3A y en menor medida al C3S
produce retracciones térmicas de la pasta, fisuraciones en el hormigón, sobre todo en
su uso en grandes masas. Sin embargo, en tiempo frio, protege del peligro de las
heladas.
n) Interrelaciones entre las variables: Las causas de expansión interna: son debidas a
componentes del propio cemento como los del MgO, CaO y el SO3. Su contenido está
limitado por el pliego para evitar expansiones.
o) La densidad real: está relacionada con el residuo insoluble y la pérdida al fuego,
elementos que hacen que descienda.
p) El valor del intervalo de tiempos de fraguado: está condicionado por los contenidos de
76
C3A y de SO3. Los valores elevados del primero dan tiempo más cortos de fraguado.
Los del SO3 deben estar ajustados, ya que inciden directamente en el tiempo de
fraguado pero también en la durabilidad del cemento. Está relacionado con la finura de
molido, ya que los cementos más finos, requieren mayor cantidad de SO3.
q) Las resistencias mecánicas: vienen condicionadas por el grado de finura y la
composición del clinker, mejorando con el contenido en silicatos, sobre todo el C3S y la
densidad real.
El estudio de todos estos elementos nos sirve para tener criterios, a la hora de la elección
de aplicación de una determinada cemento.
77
Figura 3. Diagrama de la producción del cemento.
PUZOLANA
YESO
CALIZA
ARCILLA MINERAL DEFIERRO
CALIZA ARCILLAMINERAL DE
FIERRO
APILADOR Y RECUPERACION
TRITURADORA
MEZCLAHOMOGENEA
78
2.9 Almacenamiento
Tomando en cuenta la NORMA MEXICANA NMX-C-021-ONNCCE-2004 QUE HABLA
SOBRE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA
ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA; El cemento que se mantiene seco conserva
todas sus características, almacenado en latas estancas o en ambientes de temperatura y
humedad controlada, su duración será indefinida.
En las obras se requieren disposiciones para que el cemento se mantenga en buenas
condiciones por un espacio de tiempo determinado, lo esencial es conservar el cemento seco, para
lo cual debe cuidarse no sólo la acción de la humedad directa sino además tener en cuenta la
acción del aire húmedo. En obras grandes o en aquellos casos en que el cemento deba
mantenerse por un tiempo considerable se deberá proveer una bodega, de tamaño adecuado sin
aberturas ni grietas, que pueda mantener el ambiente lo más seco que sea posible.
En los casos en que sea previsible la presencia de lluvias, el techo tendrá la pendiente
adecuada, el piso deberá ser de preferencia de tablas, que se eleven sobre el suelo natural para
evitar el paso de la humedad, eventualmente se pueden usar tarimas de madera.
Las bolsas se deberán apilar juntas, de manera de minimizar la circulación del aire,
dejando un espacio alrededor de las paredes, las puertas y las ventanas deberán estar
permanentemente cerradas. El apilamiento del cemento, por periodos no mayores de 60 días,
podrá llegar hasta una altura de doce bolsas.
Marcado y etiquetado de envasado: Cuando el cemento para albañilería se entrega en
sacos debe indicarse en forma clara e indeleble los datos siguientes:
Nombre o denominación genérica del producto
Denominación o razón social
Domicilio fiscal
Leyenda ¨HECHO EN MÉXICO¨ o el nombre del país de origen
Marca registrada
Indicación de cantidad en kilogramos o en toneladas
Nombre y/o ubicación de la planta productora
Cumplimiento con esta norma
79
2.9.1 Cemento a Granel
Cuando el cemento para albañilería se entrega en un envase de cualquier naturaleza y cuyo
contenido puede ser variable, se debe incorporar en la factura o remisión la siguiente información:
Nombre o denominación genérica del producto
Denominación razón social
Domicilio fiscal
Leyenda ¨HECHO EN MÉXICO¨ o el nombre del país de origen
Marca registrada
Indicación de cantidad en kilogramos o en toneladas
Nombre y/o ubicación de la planta productora
Cumplimiento de esta norma
Durante mucho tiempo, el cemento ha sido suministrado en sacos de papel, sin embargo,
la tendencia actual es distribuirlo a granel, transportándolo en camiones cisterna y almacenándolo
en silos.
Las ventajas de la adquisición de cemento a granel son varias; entre ellas, las siguientes:
Economía en la compra de cemento.
Economía de manejo en descarga, almacenamiento y manipulación.
Economía por pérdida, originada en sacos deteriorados o mojados.
Incremento en la productividad de la obra, por contar con cemento inmediatamente
disponible.
Evita el riesgo de robo.
Todo el cemento debe de almacenarse en estructuras protegidas contra la intemperie,
apropiadas y ventiladas, para impedir la absorción de humedad, las facilidades del
almacenamiento para el cemento a granel deben incluir compartimientos separados para cada tipo
de cemento que se fabrique.
El interior de un silo de cemento debe de ser liso, con una inclinación mínima de 50 a 66
grados para un silo rectangular. Los silos que no sean de construcción rectangular deben estar
provistos de cojines de deslizamiento que no se atasquen, por los cuales se puedan introducir a
80
intervalos pequeñas cantidades de aire a baja presión de hasta 5 psi, para soltar el cemento que
se haya compactado dentro de los silos. Además se debe de tener cuidado de que la cantidad de
aire a emplear sea mínima, puesto que en algunas aéreas de clima seco el empleo de aire ha dado
al cemento características anormales de fraguado. Los silos de almacenamiento deben ser
vaciados con frecuencia, de preferencia una vez al mes, para impedir la formación de costras de
cemento.
El cemento envasado en sacos debe ser apilado en plataformas, para permitir la apropiada
circulación del aire, para un período de almacenamiento de menos de 60 días, se recomienda
evitar que se superpongan más de 14 sacos de cemento, y para periodos mayores no deben de
superponerse más de 7 sacos, como precaución adicional se recomienda que se utilice primero el
cemento más viejo.
2.9.2 Empaque
El cemento se lleva por medio de bandas transportadoras o de sistemas neumáticos hacia
los silos de almacenamiento de donde se extrae para ser despachado en bolsas o granel. La
operación de empacado se hace mediante tres equipos (empacadoras) que llenan los sacos y en
forma automática una vez completan su peso, son descargados en una banda transportadora. Esta
banda puede ir directamente al vehículo o a una paletizadora automática donde se organiza en
grupos para ser cargado mediante montacargas a los camiones.
De acuerdo con la norma NOM-002-SCFI establece las tolerancias y los métodos para la
verificación de los contenidos netos de productos pre envasados y los planes de muestreo usados
en la verificación de productos que declaran su contenido neto en unidades de masa o volumen.
Se aplica tanto a productos de Fabricación Nacional como de Importación que se comercialicen en
Territorio Nacional. Las tolerancias para fines de la comprobación del contenido neto de los
productos pre envasados, se fijan las tolerancias que se indican a en la Tabla.
Tabla 24. Tolerancias aceptadas para la comprobación de contenido
Contenido neto declarado
en g ó ml
Tolerancia
(T)
Hasta 50 1 1 ,0%
81
Contenido neto declarado
en g ó ml
Tolerancia
(T)
50 hasta 100 5,5 g ó ml
100 hasta 200 5,5 %
200 hasta 300 11 g ó ml
300 hasta 500 3,7 %
500 hasta 1 000 18,5 g ó ml
1000 hasta 10 000 1 ,85 %
10000 hasta 15 000 185 g ó ml
de más de 15 000 1,2%
La verificación del contenido neto de productos pre envasados indica que se debe efectuar
mediante muestreo aleatorio, tomando muestras por duplicado. Cada muestra estará compuesta
por el número de unidades que se establece en la Tabla 25.
Tabla 25. Número de muestras necesarias de acuerdo al lote del producto
Lote de
productos
Muestra de prueba
(Unidades)
De 150 a 500 13
De 501 a 1 200 20
Del 201 a 10 000 32
De 10 001 a 50
De 35 001 a 500 80
En el caso de que el lote de productos que se verifique sea mayor de 500 000 unidades, las
cantidades excedentes se considerarán como integrantes de otro lote, al cual se le aplicarán las
mismas reglas de la Tabla 25.
Para la aceptación del lote no debe encontrarse un número de unidades fuera de tolerancia
mayor a las establecidas en la Tabla 18.
82
Tabla 26. Número máximo de unidades permitidas fuera de tolerancia
Tamaño de la muestra
(Unidades)
Unidades fuera de la
tolerancia
13 1
20 2
32 3
50 5
80 7
2.9.3 Transporte del cemento
Transporte del Cemento a Granel: El vehículo de transporte del cemento es un tanque a
presión, que se carga en los silos de almacenamiento por gravedad, y está provisto de una
compresora que se utiliza para descargar el material.
El chofer regula los controles para dar la mezcla adecuada de aire y cemento que lleva el
material hasta el silo de obra,
Las características esenciales de los vehículos de transporte son las siguientes:
El tráiler debe ser ligero, sin sacrificio de la resistencia. El diseño de un recipiente sometido
a esfuerzo es un buen ejemplo, este utiliza el material del casco a manera de viga
portadora de carga y no necesita armadura longitudinal externa. Con este diseño, las
tensiones de flexión y de torsión son absorbidas por el casco.
La unidad debe ser segura y durable, al igual que un tráiler normal para carreteras. Las
reacciones de la carretera deben transferirse al recipiente de manera tal que evite el
ingreso de esfuerzos concentrados, asimismo, debe ser maniobrable, tener una forma
práctica y dimensiones que cumplan con los requisitos del tránsito.
El sistema neumático debe funcionar de forma simple. No puede presentar problemas
técnicos para el operador del equipo. El equipo es accionado por un motor de combustión
interna o mediante un dispositivo con toma de fuerza en el tractor. Para el vaciado a
83
presión las necesidades de aire son de entre 812 m3 por minuto y 2 bar. La potencia de la
toma de fuerza es de 20-30 KW en casos normales y de 40 a 50 en exigencias grandes. El
compresor de pistón proporciona aire algo mezclado con aceite que puede aceptarse para
cemento y cal.
El tiempo de descarga debe ser mínimo. El índice de descarga varía según sean las
distancias horizontales o verticales hasta los silos de depósito. Sin embargo, el cemento se
puede descargar a más de una tonelada por minuto, cuando el cemento se coloca dentro
de silos de 20 m. de alto. Aproximadamente, en condiciones normales, el tiempo de
descarga de 35 toneladas es de 1 hora. La carga requiere de 35 minutos.
El mantenimiento de la cisterna debe ser cuidadoso. Es necesario efectuar una limpieza
minuciosa. Deberá cuidarse que no se produzcan deformaciones o abolladuras que
pueden constituir grave peligro. La tapa del llenado no debe tocarse mientras el recipiente
esté sujeto a presión. Para un diámetro de abertura de 50 cm. y una presión de trabajo de
200 KPa en el depósito, el esfuerzo en la tapa es de 3,925 kp.
Es obligatorio asegurar que todos los sistemas se encuentren operativos, mediante
inspecciones periódicas.
Silos: Los silos de cemento son elementos verticales, de forma generalmente cilíndrica y
sección circular, de gran altura con respecto a su diámetro.
Los silos se caracterizan generalmente, por el tonelaje almacenado, que varía entre los 15
y 50 m3. El silo se compone de un cuerpo, constituido por un fuste cilíndrico metálico cerrado, de
2.40 a 2.80 de diámetro, generalmente, en la parte superior, se dispone de una chimenea o
respiradero para la descompresión, la entrada de la tubería de carga y una escotilla para ingreso
de personas con cierre estanco.
La parte inferior tiene forma de cono y en la zona más estrecha, una abertura con
dispositivo de cierre, el diseño del cono prevé limitar la formación de bóvedas. Fig. 8
Finalmente, los apoyos están constituidos por tubos y perfiles de acero, que son anclados
debidamente, para contrarrestar la acción del viento cuando el silo está vacío, que genera
esfuerzos de basculamiento que producen tracciones en los pies. Eventualmente, los silos cuentan
84
con indicadores del nivel del cemento, filtros para eliminar el polvo, dispositivos anti bóveda y
distribuidores de cemento. El cuerpo de los silos pequeños por lo general es enteramente soldado,
lo que permite ponerlo en obra rápidamente.
Los silos de mayores dimensiones, que hacen difícil su transporte, se fabrican en
secciones desmontables empernadas, estos tipo son más caros y eventualmente sujetos a la
humedad. El cuerpo de los silos pequeños por lo general es enteramente soldado, lo que permite
ponerlo en obra rápidamente.
Los silos de mayores dimensiones, que hacen difícil su transporte, se fabrican en
secciones desmontables.
Figura 4. Esquema básico de un silo.
85
2.10 Usos y aplicaciones principales del cemento
Actualmente, en el sentido más amplio, la palabra cemento indica cualquier clase de
adhesivo, en construcción y en ingeniería civil, indica una sustancia que puede emplear para unir
arena y roca triturada, u otros tipos de áridos, y formar una masa sólida, cuyas principales
propiedades presentan una mayor dureza y resistencia mecánica que los agregados que le dieron
origen.
De esta manera se originan materiales como el hormigón, los morteros y diferentes clases
de productos derivados del fibrocemento, un cemento puede ser un compuesto químico único, pero
la más de las veces es una mezcla, aunque desde el punto de vista químico se trata en general de
una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calizas, arcilla y
arena, con lo cual son obtenidos diferentes tipos de cementos, que se distinguen por su
composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y
usos.
Tabla 27. Usos del cemento.
Área de aplicación Uso principal
Construcción y mejora de
viviendas
Productos de concreto económicos, mejora y renovación de
vivienda, cimentaciones, concreto para pavimentos, cocheras,
veredas, patios, etc.
AgrícolaDiseño de concretos que resiste la agresividad del medio ambiente
donde reencuentran instalaciones de almacenaje de líquidos o silos
IndustrialConcretos reforzados con fibras plásticas o de metales, que
reducen el agrietamiento
Marino/hidráulico
Cementos con características de baja permeabilidad y de alta
resistencia bajo condiciones de contacto con el agua y otros
entornos agresivos
Contenedores radioactivosMaterial aislante para prácticamente todos los tipos de equipos
térmicos que funcionan a temperaturas de 1000 ºC
86
Área de aplicación Uso principal
Aplicaciones especialesSellador de juntas, en techos de lámina metálica o de asbesto-
cemento
87
CAPÍTULO III. Panorama General de la industria del cemento en México
3.1 Presencia de la industria del cemento en nuestro país
La industria del cemento en México se caracteriza por ser de las más eficientes del mundo,
gracias a las inversiones continuas en tecnología y equipamiento de punta; capacidad técnica de
su personal; y la seguridad de sus procesos, equipos y operaciones.
Esto permite que México se encuentre entre los 15 principales productores de cemento en
el mundo. En México se produce y comercializa este producto desde 1906, en la actualidad es el
segundo productor de cemento a nivel de Latinoamérica.
El total del cemento que se consume en nuestro país es fabricado por seis empresas, en
32 plantas distribuidas, en todo el territorio nacional. Cemex México, Holcim Apasco, Cementos
Moctezuma, GCC cemento, Lafarge y la Cooperativa la Cruz Azul, con la mayor parte de la
producción vendida al mercado interno
Las empresas de cemento en México invirtieron del año 2000 al 2006, 2 mil 500 millones
de dólares en nuevas plantas, mejora de infraestructura, optimización energética, logística y
distribución, ambiente y coprocesamiento de residuos, seguridad e higiene y desarrollo
comunitario, de esta cifra, es muy importante resaltar los cerca de 300 millones de dólares
destinados de forma exclusiva a proyectos ambientales.
Todas las plantas cuentan con reconocimiento de industria limpia y al menos 50% con el
de excelencia ambiental. El cemento contribuye en forma directa con su producción y en forma
indirecta como insumo de varias actividades económicas.
Comparando el precio a granel, en países como China, Tailandia y Brasil, se encuentra
que el precio de México es más bajo. El precio del cemento en Brasil estaría cercano a los 117
dólares por tonelada, el de China alrededor de 118 dólares y Tailandia quedaría en 129 dólares;
mientras que el de México rondaría los 114 dólares.
3.2 Principales empresas productoras y comercializadoras
En la actualidad existe una gran variedad de empresas dedicadas a la producción y
suministro de cementos y concretos para sus diferentes aplicaciones dependiendo su uso, el
88
número de fábricas que elaboran cemento en México son 32 repartidas a lo largo de todo el
territorio, en la siguiente figura se muestra la ubicación de las cementeras.
CEMEX: Nace en 1906 con la fundación, en el norte de México, de Cementos Hidalgo
México, la primera planta cementera moderna de Latinoamérica con un horno giratorio. Cementos
Portland Monterrey, piedra angular de la compañía, inicia sus operaciones en 1920 con una
capacidad de producción de 20,000 toneladas por año
Desde mediados de la década de 1960 hasta mediados de la década de 1980, CEMEX
creció hasta convertirse en el líder del mercado en México, durante dicho período, la compañía
dobló sus volúmenes de exportación, empezó a cotizar en la Bolsa Mexicana de Valores y amplió
su presencia hacia el centro y sur de la República Mexicana.
CEMEX inicia su transformación hacia ser un productor multinacional de cemento cuando
se firmó el acuerdo del GATT en 1985, para poder competir con éxito en un mercado cada vez más
abierto, la compañía adquirió operaciones cementeras estratégicas en España, Venezuela y los
Estados Unidos, Panamá y la República Dominicana.
CEMEX ha continuado su diversificación geográfica global ingresando a mercados cuyos
ciclos económicos en gran medida operan independientemente y que ofrecen crecimiento a largo
plazo, la compañía es ahora la tercera cementera más grande del mundo con operaciones en
Norte, Centro y Sudamérica, Europa, el Caribe, Asia, y África. Además es la mayor
89
comercializadora internacional de cemento y clinker del mundo, es una compañía global líder en la
producción y distribución de cemento, con operaciones posicionadas en los mercados más
dinámicos del mundo a través de cuatro continentes. CEMEX combina un profundo conocimiento
de los mercados locales con su red mundial de operaciones y sistemas de tecnología informática a
fin de proveer productos y servicios de clase mundial a sus clientes, desde constructores
individuales hasta grandes contratistas industriales.
APASCO: Holcim Apasco es una empresa de clase mundial comprometida con el
desarrollo de México; dedicada a la producción y comercialización de cemento, concreto
premezclado y agregados para la construcción. La empresa ofrece productos y servicios que
satisfacen las más diversas necesidades, desde el pequeño auto constructor hasta grandes obras
de infraestructura. Sus productos y servicios son de calidad clase mundial, lo que se refleja en la
certificación de todas sus plantas cementeras y varias de sus concreteras bajo los estándares ISO
9000. En este sentido, pone a su disposición, entre otros productos, diversos tipos de cemento de
la más alta calidad, homologados a la Norma Mexicana del Cemento.
GCC: Grupo Cementos de Chihuahua es una compañía líder en la producción y
comercialización de cemento, concreto, agregados y servicios relacionados con la industria de la
construcción en México y Estados Unidos de América además de que tiene una participación
significativa en la compañía cementera líder de mercado en Bolivia.
La Compañía tiene una capacidad anual de producción de cemento de 4.0 millones de
toneladas. La empresa prácticamente triplicó su capacidad de producción de cemento en los
últimos 25 años y es un modelo de operación sustentable para la industria cementera de todo el
mundo. Dentro de su línea de productos están los cementos, cementos especiales, cementantes,
yeso, concretos premezclados, concretos especiales, morteros premezclados, productos Aslo,
productos Aslo Tec, agregados pétreos, bloques de concreto, Keystone muros de contención,
adoquines y baldosas de concreto, la línea Preforte y las Casas térmicas.
LAFARGE: Esta empresa es líder mundial en materiales de construcción que mantiene
posiciones de primer nivel en cada uno de sus negocios. El grupo fue fundado en 1833 y cuenta
con más de 70 mil empleados en todo el mundo. Cuenta con 1,139 plantas productoras de
concreto y 596 minas para la extracción de agregados en 26 países. Las propiedades de los
productos que ofrece Lafarge pueden ser utilizadas en todo tipo de construcción, desde edificios de
tipología residencial, hasta carreteras, puentes, estaciones de ferrocarriles, pisos, etcétera. Aunado
a esto, la empresa está convencida y comprometida con el desarrollo sustentable no sólo con el fin
90
de apoyar al medio ambiente sino también, a las comunidades que lo habitan.
En este sentido, la empresa trabaja de manera estrecha con industriales, con empresas
sustentablemente responsables y con arquitectos e ingenieros comprometidos con el presente y
futuro no sólo de México sino del mundo entero. Por otro lado, cabe decir que Lafarge posee
cuatro divisiones de negocios, a saber: cemento, concreto, agregados, tejados y yesos.
CEMENTO MOCTEZUMA: Corporación Moctezuma es una entidad que agrupa a varias empresas,
entre ellas a Cementos Moctezuma, Concretos Moctezuma y Concretos Lacosa, estas empresas
se dedican a la producción y comercialización del cemento y concreto.
El objetivo de esta corporación es abastecer a la industria de la construcción, de cemento y
concreto de óptima calidad, brindando a distribuidores y clientes directos, un servicio de excelencia
así como resultados y beneficios a sus accionistas. Por más de 60 años, en Cementos Moctezuma
se han dedicado a producir y proveer al mercado constructor el mejor cemento, superando las
normas oficiales mexicanas y los estándares internacionales de calidad. Los cambios en la
estructura accionista de la empresa, a lo largo del tiempo, los han llevado a una posición que les
permite tener una estructura con importantes ventajas estratégicas.
COOPERATIVA CRUZ AZUL: Tiene una experiencia de cuatro generaciones, ya que en
México en el año 1909 por primera vez se produjo Cemento Portland industrialmente, Cruz Azul lo
hizo y ha continuado desde entonces su fabricación manteniendo una constante superación en el
proceso, equipos y capacidad de personal.
La alta calidad del cemento Cruz Azul está garantizada por la integración de equipos
productivos, modernos y eficientes con alto aprovechamiento de la energía, por sistemas
computarizados que aseguran los mejores resultados del proceso y por nuestro personal
capacitado coordinado por técnicos especializados. Trabajando bajo la filosofía Cooperativa Cruz
Azul, enfocada hacia el hombre y al servicio de la comunidad.
En Cruz Azul la investigación es de tiempo completo, dedican una parte importante de
ingresos a ella. Cuentan con modernos y sofisticados equipos de Difracción y Fluorescencia de
Rayos "X", además de Microscopía Óptica y personal calificado responsable de aplicar cada una
de las técnicas analíticas.
3.3 Yacimientos de Materias Primas para la elaboración del Cemento.
91
Explotación de Canteras: La piedra se extrae de canteras casi de la misma manera que en la
antigüedad, excepto que se usan herramientas modernas, de hecho, algunas canteras de los
griegos, romanos y cartagineses se siguen explotando aún.
El método consiste en crear primero un canal o ranura a cierta profundidad y luego
remover grandes bloques de piedra por uno o los dos del canal hasta que el área plana quede a la
vista. El tamaño de estas áreas de piso se determina por las características del banco natural de
piedra o por limitaciones de la operación. Para hacer los canales, se taladran hoyos muy cercanos
entre sí, horizontalmente respecto a cierta profundidad establecida y luego se saca la piedra
comprendida entre los canales. Luego se colocan cuñas, y se extrae la piedra completa.
Estos grandes bloques se subdividen en unidades más pequeñas ya sea mediante taladro
y cuñas, o bien mediante sierras de alambre que ahora utiliza la mayoría de los productores de
piedra. La sierra de alambre corta una superficie suave, reduciendo así el proceso de acabado en
molino, también puede subdividir grandes bloques de piedra en tamaños que recibirán su acabado
en el molino. En la cantera se hace una ranura nueva y más profunda, y se repite la secuencia
arriba mencionada.
Operaciones de molino: Los bloques de piedras se transportan desde la cantera hasta un
molino de acabado, en él la piedra se subdivide y se le da forma de materiales acabados. El corte
se efectúa mediante sierras circulares, o sierras múltiples, que se mueven horizontalmente de un
lado a otro, y también mediante sierras de alambre. En todos los tipos de sierra se usan abrasivos
con agua como materiales de corte. La piedra que no se pule, se le da forma con herramientas
neumáticas; la piedra que se va a pulir tiene la superficie esmerilada, primero con abrasivos cada
vez más finos hasta la etapa final de pulido que se hace con fieltro y un material de pulido muy fino.
México posee grandes superficies de afloramientos rocosos compuestos por rocas
carbonatadas que ofrecen potencial como rocas dimensionales, se distinguen dos tres zonas
productoras de mármol, en las cuales se realizan los procesos, desde la explotación hasta la
terminación del producto:
Zona 1. Región llamada de La Laguna y se ubica en el límite de los estados de Durango,
Coahuila y Zacatecas.
Zona 2. Comprende gran parte del estado de Puebla.
Zona 3. Ubicadas en los estados de Querétaro, Hidalgo, Oaxaca y Jalisco.
Yacimientos Mexicanos de Materias Primas Utilizadas en la Fabricación del Cemento:
92
El territorio mexicano cuenta con grandes extensiones de superficies en las que afloran las
calizas, ofreciendo una gran disponibilidad en este tipo de rocas, entre ellos la región norte
(Coahuila, San Luís Potosí y Nuevo León) participa con el 23.7% del volumen de producción; en el
sureste (Quintana Roo, Tabasco y Oaxaca) se concentra el 20.1%; en la porción occidental (Jalisco
y Colima) el 19.0%; la parte central (Hidalgo y México) aporta el 16.2% y la noroeste (Sonora,
Chihuahua y Baja California) contribuyen con el 10.8%.
Las pizarras, constituyen formaciones antiguas que se presentan en forma de estratos o de
plaquetas paralelas que se han dividido por la presión del suelo.
Estas son, por lo regular, del tipo montmorillonita y sus formaciones más abundantes se
localizan al norte del país, en el Estado de Durango, siendo las de Cuencamé, Velardeña,
Pedriceña, Rodeo y Nazas las más conocidas y las que actualmente se encuentran en explotación,
Figura 4.
Figura 5. Distribución en el país de materias primas para la producción de cemento
También existen depósitos importantes en Puebla, en los límites de Tlaxcala y Puebla, en
Chupaderos, Zacatecas, en Oaxaca, en Neutla, Guanajuato, en Huayacocotla, Veracruz y en
numerosas formaciones menores localizadas en las antiguas zonas lacustres como el valle de
93
México, Figuras 6 y 7.
Figura 6. Depósitos arcillosos en México.
En el distrito minero de Cananea en los depósitos arcillosos de México existe una secuencia de
cuarcita y caliza la cual se encuentra compuesta de las formaciones de Cuarcita capote y caliza
Figura 7. Principales depósitos minerales de Baja California Sur.
94
3.4 Exportación e Importación del cemento y materias primas
Los Estados Unidos se ubican como el principal país de destino y origen del cemento
producido e importado en el mercado nacional, en la tabla 28 se muestra el porcentaje de actividad
de cada unos de los países con participación dentro del mercado del cemento mexicano. Es
evidente que un gran porcentaje de ventas son para el conteniente americano al contrario de las
importaciones que son en su mayoría procedentes de Europa.
Tabla 28. Total de importaciones y exportaciones de países con México.
País (%)Exportaciones País (%) Importaciones
Estados Unidos 59,4 Estados Unidos 63
República Dominicana 22,6 Austria 8,7
España 7,7 Francia 6,1
Guatemala 2,9 España 6,1
EL Salvador 2,1 Rusia 3,6
Venezuela 1,3 Países Bajos 3,8
Belice 1,1 Canadá 4
Otros países 2,9 Alemania 4,7
Total 100 Total 100
Productos y materias primas de exportación: México es un país rico en minerales, la
extracción de minerales tiene una gran participación dentro de la economía de nuestro país, por
ello es indispensable la exportación de todos aquellos minerales que hoy en día tienen gran
demanda a nivel mundial.
En la siguiente tabla se muestra los minerales que se exportaron en mayores cantidades
en los últimos años. Las exportaciones de minerales industriales de México fueron de 19.8 MM de
toneladas con un valor de 309.1 MM de dólares, esto 7.7% de la producción total de No metálicos
en volumen y 11% de la producción total en valor, respectivamente (Tabla 29).
95
No obstante las exportaciones de materias prima y cemento en México hacia Estados
Unidos, estaban detenidas por diversos tratados que impedían la exportación de productos
cerámicos, actualmente México puede exportar hasta tres millones de toneladas métricas anuales
de cemento al sur de Estados Unidos. Con ello se redujeron los aranceles de 26.28 a tres dólares
por tonelada, lo que implica una devolución estimada en 300 millones de dólares para la industria,
por los aranceles cobrados en los últimos 16 años.
Debido a que en 1990 Estados Unidos impulso una cuota compensatoria a las
exportaciones de cemento mexicano, cuyo monto era equivalente al 40% de valor del producto, lo
que freno drásticamente las ventas al exterior de las cementeras nacionales.
Las cementeras mexicanas tienen gran presencia en el mercado mundial, algunas, incluso,
son consideraras lideres en el ramo. En general México es considerado una potencia en la
industria del cemento y el tercer productor mundial con 35 millones de toneladas producidas.
Tabla 29. Exportaciones de minerales
MineralVolumen En
Ton
Valor En
Usd
Sal 7,353,535 88,507,989
Fluorita 594,471 54,291,105
Arena Y Grava 9,077,390 43,264,522
Celestita 80,417 28,653,020
Azufre 458,795 19,403,717
Yeso 1,460,797 15,367,913
Compuestos De
Mg 8,316 11,121,415
Tierras Füller 22,708 8,475,111
Calcita 82,852 8,034,557
96
MineralVolumen En
Ton
Valor En
Usd
Sílice 562,194 7,411,265
Diatomita 17,033 7,160,669
Bentonita 29,311 4,389,751
Vermiculita 4,717 3,944,642
Caliza 29,014 3,085,015
Grafito 16,170 2,627,550
Pómez 10,928 1,548,873
Barita 11,230 1,260,125
Feldespato 7,833 616,445
Total 19,827,711 309,145,684
En la siguiente tabla y grafica se muestran el crecimiento de exportaciones anuales de las materias
primas utilizadas para la fabricación de cemento.
Tabla 30. Exportaciones anuales por año
Año Exportaciones
2003 N/E
2004 0.8235
2005 0
2006 2.0307
2007 0.559
97
Como se observa en la gráfica las exportaciones de caliza, yeso, arcillas, caolín, etc. Han
tenido caídas importantes, a pesar de que la industria del cemento es parte fundamental para el
crecimiento de los países y en la actualidad esta industria es indispensable para el crecimiento
económico de México, por ello es importante considerar nuevas estrategias que permitan que las
exportaciones tengan un mayor crecimiento anual.
Productos y materias primas de importación: Los costos de importación por origen son en
gran porcentaje de Estados Unidos de igual forma las exportaciones estadounidenses siguen
siendo en primer lugar de procedencia de las importaciones mexicanas de materiales para la
construcción, su cuota de mercado está disminuyendo.
Sus exportaciones con destino a México se incrementaron estos últimos años (en 34
millones de dólares). Este es un indicador del auge del sector de la construcción en México; de
este modo todos los países representados en el gráfico incrementaron en mayor o menor medida
su exportación a México.
En segundo lugar, destaca el gran incremento de las importaciones provenientes de China
(que llegan a los 32 millones de dólares), que pasa a ocupar el segundo lugar en cuanto a cuota de
mercado, siendo sus exportaciones a México en términos porcentuales las que más han crecido,
casi duplicando su presencia en el mercado mexicano en los últimos tres años.
Las importaciones de producto español también han aumentado en los últimos cinco años,
aunque a un ritmo menor que las importaciones chinas. Este hecho hace que España (con 13
2008 1.792
2009 0.8236
2010 2.8726
0.0000
0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
2.5000
3.0000
3.5000
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
EX
PO
RT
AC
ION
ES
AÑO
EXPORTACIONES ANUALES
98
millones de dólares) pierda el segundo lugar que venía ocupando desde el año 2001 en favor de
China, seguido muy cerca de Canadá (con una cifra de 12 millones de dólares), quien en el último
año ha experimentado un crecimiento importante de sus exportaciones a México. Otros países que
han visto aumentar sus exportaciones hacia México son Canadá, Alemania y Chile.
Para estimar el precio con que el producto llegará al consumidor final, es necesario
conocer en primer lugar las contribuciones que pueden causarse con motivo de la importación
(costes de importación), añadir el coste del transporte, y posteriormente el margen comercial que el
agente importador impondrá como remuneración a su tarea. Las principales contribuciones que
pueden causarse con motivo de la importación serían las siguientes:
Tarifa de la Ley de los Impuestos Generales de Importación y Exportación (TIGIE)5,
Impuesto al Valor Agregado (IVA), Impuesto Sobre Automóviles Nuevos (ISAN), Impuesto Especial
sobre Producción y Servicios (IEPS), Derecho de Trámite Aduanero (DTA) y Derecho de
Almacenaje. De estos son aplicables a los materiales para la construcción el TIGIE, que se aplica
en defecto de acuerdo / tratado entre México y el segundo país; en nuestro caso existe el TLCUE,
(Tratado de Libre Comercio entre la Unión Europea y México), el IVA, el DTA y en su caso el
Derecho de Almacenaje.
Encontramos el fundamento de estos impuestos en las siguientes fuentes legales: Artículos
51, fracción I, de la Ley Aduanera; artículo 12 de la Ley de Comercio Exterior; artículo 1 de la Ley
del Impuesto al Valor Agregado; artículo 1, fracción II, de la Ley Federal del Impuesto sobre
Automóviles Nuevos, artículo 1 de la Ley del Impuesto Especial sobre Producción y Servicios y
artículos 42 y 49 de la Ley Federal de Derechos.
IVA: El IVA se causa con motivo de la importación y se determina aplicando una tasa del
15%. Tratándose de la importación de bienes tangibles, se considerará el valor que se utilice para
los fines del impuesto general de importación, adicionado con el monto de este último gravamen y
de los demás que se tengan que pagar con motivo de la importación, incluyendo, en su caso, las
cuotas compensatorias. El fundamento legal se encuentra en el artículo 27 de la Ley del IVA.
Derecho de Trámite Aduanero: El DTA se causa con motivo de las operaciones aduaneras que
se efectúen utilizando un pedimento o el documento aduanero correspondiente en los términos de
la Ley Aduanera, de conformidad con las siguientes tasas o cuotas:
Del 8‰, sobre el valor que tengan los bienes para los efectos del impuesto general de
99
importación, en los casos distintos de los señalados en las siguientes fracciones.
Según fuentes de la Administración General de Aduanas, para las mercancías procedentes
del exterior, se puede optar por este porcentaje o la cuota fija, cuyo monto se modifica
anualmente en las Reglas de Carácter General de Comercio Exterior, publicadas en el
Diario Oficial de la Federación.
Los fundamentos legales se encuentran en los artículos 1 y 49 de la Ley Federal de
Derechos, artículos 310 del TLCAN, 3-11 del TLC México Costa Rica y 3-10 del TLC México Chile
y Reglas 5.1.1. a 5.1.5., de las Reglas de Carácter General en Materia de Comercio Exterior para
2003.
Derecho de Almacenaje: El almacenaje en recinto fiscal o fiscalizado por mercancías que
se van a destinar a la importación es gratuito los dos primeros días en tráfico aéreo y terrestre, en
tráfico marítimo el plazo es de cinco días, debiéndose pagar solamente los servicios de manejo y
custodia de las mismas durante estos períodos. Se computan a partir del día en que la mercancía
entra al almacén y del día en que el consignatario reciba la comunicación de que las mercancías
entraron al almacén, respectivamente.
Vencidos estos plazos, las cuotas de los derechos de almacenaje, en recintos fiscales, de
mercancías en depósito ante la aduana son las siguientes, tal y como se establecen en el artículo
42 de la Ley Federal de Derechos. Debemos tener en cuenta que estas son las tarifas en el
momento de elaborar este estudio y que pueden variar en el futuro:
I. Por cada quinientos kilogramos o fracción y durante:
a) Pesos diarios los primeros quince días naturales.
b) 2.300 pesos diarios los siguientes treinta días naturales.
c) 45 pesos diarios el tiempo que transcurra después de vencido el plazo señalado en el
inciso anterior.
II. Se pagará por cada día de almacenaje el doble de las cuotas establecidas en la
fracción anterior, cuando se trate de las siguientes mercancías:
a) Las contenidas en cajas, contenedores, cartones, rejas y otros empaques y envases, cuyo
volumen sea de más de 5 metros cúbicos.
b) Las que deban guardarse en cajas fuertes o bajo custodia especial.
c) Las explosivas, inflamables, contaminantes, radioactivas y corrosivas.
d) Las que por su naturaleza deban conservarse en refrigeración, en cuartos estériles o en
condiciones especiales dentro de los recintos fiscales.
e) Los animales vivos. Los fundamentos legales se encuentran en la Ley Federal de
Derechos en los artículos del 1 al 42. Para los ef
Derechos, los contenedores vacíos se considerarán mercancías.
En la siguiente grafica se muestra las importaciones del cemento en los últimos años, para
graficar estos datos se realizó
han tenido las importaciones tomando en cuenta que partir de 1996 las importaciones fueron
decreciendo hasta el 2006.
Tabla
Principales empresas productoras de materias primas en la fabricación de cemento en
México: México es un país rico en minerales, por ello es necesario contar con la infraestructura
necesaria con el fin de obtener estos minerales de la manera más fácil y rápida posible.
Hoy en día México cuenta con una gran variedad de empresas que proveen de diversos
servicios para la obtención de materias primas y fabricación de cemento,
encuentra una serie de empresas dedicadas al estudio, explotación y extracción, así como
distribución de materias primas que
AÑO PROMEDIO
1993 0
1994 -56
1995 -62
1996 99
1997 80
1998 62
1999 65
2000 64
2001 55
2002 52
2003 48
2004 45
2005 45
2006 39
Las explosivas, inflamables, contaminantes, radioactivas y corrosivas.
turaleza deban conservarse en refrigeración, en cuartos estériles o en
condiciones especiales dentro de los recintos fiscales.
Los animales vivos. Los fundamentos legales se encuentran en la Ley Federal de
Derechos en los artículos del 1 al 42. Para los efectos del artículo 42 de la Ley Federal de
Derechos, los contenedores vacíos se considerarán mercancías.
En la siguiente grafica se muestra las importaciones del cemento en los últimos años, para
realizó un promedio de anual, en la gráfica se refleja las variaciones que
han tenido las importaciones tomando en cuenta que partir de 1996 las importaciones fueron
Tabla 31. Importaciones del cemento por año
Principales empresas productoras de materias primas en la fabricación de cemento en
es un país rico en minerales, por ello es necesario contar con la infraestructura
necesaria con el fin de obtener estos minerales de la manera más fácil y rápida posible.
Hoy en día México cuenta con una gran variedad de empresas que proveen de diversos
servicios para la obtención de materias primas y fabricación de cemento, en la siguiente tabla se
encuentra una serie de empresas dedicadas al estudio, explotación y extracción, así como
distribución de materias primas que están localizadas a lo largo de la república mexicana.
100
Las explosivas, inflamables, contaminantes, radioactivas y corrosivas.
turaleza deban conservarse en refrigeración, en cuartos estériles o en
Los animales vivos. Los fundamentos legales se encuentran en la Ley Federal de
ectos del artículo 42 de la Ley Federal de
En la siguiente grafica se muestra las importaciones del cemento en los últimos años, para
se refleja las variaciones que
han tenido las importaciones tomando en cuenta que partir de 1996 las importaciones fueron
Principales empresas productoras de materias primas en la fabricación de cemento en
es un país rico en minerales, por ello es necesario contar con la infraestructura
necesaria con el fin de obtener estos minerales de la manera más fácil y rápida posible.
Hoy en día México cuenta con una gran variedad de empresas que proveen de diversos
en la siguiente tabla se
encuentra una serie de empresas dedicadas al estudio, explotación y extracción, así como
a lo largo de la república mexicana.
101
Tabla 32. Empresas que proveen servicios pala industria cementera
Empresa Ubicación Descripción
GCC Cemento,
S.A. de C.V.
Calle: Vicente Suárez y 6ª. S/N,
Colonia: Nombre de Dios Cp. 31110
Teléfono: (614) 442.3100 - 424.3377
Fax : (614) 424.3377
E-Mail : [email protected]
Venta de Cemento, mortero, yeso y
agregados.
Materiales para la
Construcción de la
Sierra
Calle: Emiliano Zapata No. 1206
Colonia : Vicente Guerrero
Cp. 43630
Teléfono: (775) 753.8771
Proveedor de tubo PVC, cemento,
varilla, cal, tinacos, conexiones de
plomería.
De piedra
Mármoles y
Canteras
Calle: Texcoco y Cuernavaca No. 410
Colonia : Ampliación Rodríguez
Cp. 88680
Teléfono: (899) 920.3415
Fax : (899) 920.3415
E-Mail [email protected]
Especialistas en piedras naturales e
instalación, gran variedad para
proyectos.
Materiales Para
Construcción
Ocampo
Colonia : Tecozautla Hidalgo
Cp. Otilia Oca
Teléfono: 558995 45
00445528651429
E-Mail : [email protected]
Venta de mina de agregados
puzolánicos para cemento y otra de
arena fina azul y de cantera.
Exploración de
Yeso S.A. De C.V.
Paseo De Tamarindos 400 b Piso 1,
Bosques De Las Lomas Cp. 05120
Investigación sobre yacimientos y
explotación
Materias Primas
Minerales de
Ahuazotepec, S.
De R.L. De C.V.
2009 Avenida Loma Larga 2621
Obispado 64060 Nuevo León
Monterrey
Tel: (81) 81512800
81512881
Escenarios tecnológicos para la
ingeniería mexicana, prospectivas
tecnológicas, investigaciones sobre
cemento y concreto
Foros,
Equipamientos Y
Servicios, S.A. De
C.V.
Calle Topógrafos 679 2 Arcos De
Guadalupe 45037 Jalisco Zapopan
(33)3620806566
Perforación de pozos materiales de
construcción
Industria Dayi,
S.A. De C.V.
Avenida José María Morelos 10
Progreso 42730 Hidalgo Progreso De
Obregón
Cal viva e hidratada
gravas/derivados de caliza
102
Empresa Ubicación Descripción
Tel:(01 738) 72 50 516
72 51 442
Sociedad
Exploradora
Minera, S.A. De
C.V.
2009 Calle Pernambuco 792
Lindavista 07300 Distrito Federal
Gustavo A. Madero (55) 5586 8848
5754 8370 De 30,001 O Más
Estudios geológicos y evaluación de
yacimientos, minerales, cartografia,
peritaje, topografía estudios
geológicos y evaluación de
yacimientos, minerales, cartografia,
peritaje, topografía
3.5 Producción, distribución de cemento en México
La producción del cemento en México, se encuentra divida por seis compañías: Cemex, la
tercera del mundo; Holcim Apasco, una filial de la suiza Holcim, segunda productora mundial; Cruz
Azul, única que no cuenta con capital extranjero; Corporación Moctezuma; Grupo Cementos
Chihuahua, propiedad en parte de Cemex, y la cementera líder a nivel mundial, la francesa
Lafarge.
Los tres gigantes mundiales tienen presencia en el país, y dos de ellos (Cemex y Holcim
Apasco) lideran el sector. Cemex cuenta con alrededor de 50% del mercado nacional.
La industria del cemento conformada por seis empresas con 0.9 por ciento del PIB, tuvo
una producción de 37.1 millones de toneladas en 2008, lo que significa que sólo se utilizó 71 por
ciento de la capacidad instalada.
En la siguiente figura se muestra el porcentaje de la producción de la industria cementera.
103
El 73% del producto es comercializado en sacos, el motivo es que la mayor parte de los
consumidores de cemento en México (52%) son los constructores de vivienda, las grandes y
algunas desarrolladoras medianas compran a granel, en ocasiones con acuerdos con las
cementeras, pero esto no representa ni la mitad del mercado de la vivienda, el resto son pequeños
desarrolladores o autoconstructores que compran de saco en saco.
El menudeo obliga a tener una infraestructura de empaquetado, pero también implica su
distribución desde las 33 plantas de producción del cemento que hay en México hasta los más de
30,000 puntos de venta en toda la República, el costo de distribución del cemento, es casi igual al
de producción.
El transporte del producto desde la planta cementera hasta el centro de distribución supone
entre 20 y 30% del precio final de venta del saco.
Al transporte se añade otra particularidad: es un producto de alta rotación (no sobrevive
más allá de tres días después de salir de la planta), por lo que el centro de producción y el de
distribución no pueden estar a más de 300 km de distancia.
La industria cementera, es el cuarto consumidor industrial de energía eléctrica del país. Del
costo de producción, el 60% corresponde al consumo de electricidad, que desde el 2000 su precio
ha crecido 124% frente a 26.5% de aumento del precio del cemento. Hay otro factor más, las
104
diferencias regionales. El deterioro de las carreteras nacionales, las particularidades físicas de
lugares como Oaxaca, un incompleto sistema ferroviario y los altos precios energéticos, hacen que
pueda haber variaciones en su precio de hasta un 20% de una región del país a otra.
La industria cementera entró en un clima recesivo que la llevó a modificar sus expectativas,
por lo que actualmente está reprogramando sus inversiones, reorientando sus estrategias
comerciales e implementando programas de innovación tecnológica para desarrollar productos que
satisfagan las necesidades de los constructores.
La Cámara Nacional del Cemento (CANACEM) estimó en alrededor de 35.5 millones de
toneladas el consumo nacional de cemento gris de 2008, cifra de entre 2 y 3% menor a la del año
anterior, además, calculó la producción del insumo en 37.5 millones de toneladas, lo que implicó
una reducción de 3.2%.
Un factor que contribuirá a que el sector retome el ritmo de crecimiento que alcanzó
durante los últimos años ,será la asignación presupuestaria sin precedentes, que el Congreso de la
Unión aprobó para LA construcción de infraestructura de 2009, que fue de aproximadamente
570,000 millones de pesos.
Mientras tanto Cemex anticipó que este año sus volúmenes de venta de cemento y
concreto en México bajarán 5.0 y 2.0 por ciento, respectivamente, debido a que continuará la
desaceleración de la demanda de vivienda y no obstante un mayor gasto en infraestructura.
La Cooperativa La Cruz Azul, la tercera mayor cementera del país, tendría en algunas
plazas de México el menor precio de venta al público de cemento con 2,000 pesos (149 dólares) la
tonelada, mientras que Holcim Apasco lo comercializaría 4.4% más y Cemex estaría 7.6% por
arriba del primero, según los datos del sondeo de precios más reciente de Citigroup.
Así, considerando los resultados del sondeo y haciendo un simple cálculo aritmético se
desprende que el precio por tonelada con la marca Cruz Azul se vende en 2,000 pesos (149
dólares), Apasco en 2,087 pesos (155.5 dólares) y las marcas de Cemex en 2,152.2 pesos (160.3
dólares).
La principal compañía es Cemex con poco menos del 50% del mercado, seguida de
Apasco con poco más del 20% y en la tercera posición se ubica Cruz Azul con menos de una
105
quinta parte del mercado.
El resto del mercado, está en manos de Grupo Cementos Chihuahua (donde Cemex tiene
una participación de 49%), Cementos Moctezuma. Además de la pequeña participación de
mercado el número 1 en el mundo del cemento, la francesa Lafarge.
106
CAPÍTULO IV. Situación económica del cemento en México.
4.1 Principales actividades dependientes de la industria cerámica en el país.
En la actualidad son diversas las actividades e industrias que depende de la producción u
obtención de los materiales cerámicos, dentro de estas industrias podemos encontramos la de la
construcción, la cual requiere en mayores proporciones de estos materiales para su desarrollo,
dentro de la construcción se pueden distinguir los siguientes grupos:
Particulares. Este grupo no es homogéneo. Por una parte nos encontramos al gran
segmento de la autoconstrucción, es decir, particulares que construyen su propia vivienda
En este caso se buscan materiales que tengan un precio económico.
Por otro lado están los clientes de cadenas tipo Home Depot, esto es, particulares que
adquieren algún tipo de material (generalmente de segunda obra) para realizar alguna
reparación o pequeña modificación en su hogar. En este caso la calidad y la estética
entran a formar parte da las decisiones de compra.
Las constructoras. Son grandes compradoras de materiales para la construcción. Ofrecen
servicios tanto al sector público como privado.
Si bien la autoconstrucción seguirá siendo soporte de la compra de materiales (sobre todo
en el caso del cemento), el peso de la construcción formal asegurado por las grandes
constructoras será el de mayor crecimiento.
Agencias de vivienda. Aunque estas agencias no compran materiales directamente,
otorgan créditos y ayudas a particulares para remodelar o para comprar una vivienda.
En la siguiente tabla se muestra la tendencia consumos de materias primas a nivel
nacional entre los años 2000-2006.
Año
Compras Consumo
(millones de dólares)
Tabla 33. Tendencia de consumo de materias primas a nivel nacional
4.2 Distribución de materias primas en el mercado nacional
México es un país rico en diversos materiales cerámicos, los cuales podemos localizar a lo
largo de la república mexicana, de acuerdo con la Cámara Mexicana de la Industria de la
Construcción, CMIC, hay en México más de 9000 productores de materiales de co
. Tendencia de consumo de materias primas a nivel nacional
Distribución de materias primas en el mercado nacional
México es un país rico en diversos materiales cerámicos, los cuales podemos localizar a lo
mexicana, de acuerdo con la Cámara Mexicana de la Industria de la
Construcción, CMIC, hay en México más de 9000 productores de materiales de co
2000 63399 160728.3
2001 62 077 160165.6
2002 62 697 59 974.1
2003 62623 560024.5
2004 73227.4 470556.8
2005 77549.8 874793.4
2006 91159.3 388026.3
107
México es un país rico en diversos materiales cerámicos, los cuales podemos localizar a lo
mexicana, de acuerdo con la Cámara Mexicana de la Industria de la
Construcción, CMIC, hay en México más de 9000 productores de materiales de construcción, de
108
las cuales unas 2150 exportan parte de su producción, según cifras del Bancomext.
Fig. 8. Producción de materiales por estado.
La producción de materiales de construcción se ubica principalmente en el Distrito Federal,
Nuevo León, Estado de México, Baja California, Jalisco, Chihuahua (en azul en el mapa)
concentrando el 77% del total de las empresas. Los estados en morado, se reparten el 23%
restante.
En lo que respecta a la piedra para la construcción, México tiene grandes zonas
productoras de mármol y no ha alcanzado todavía el límite de su potencial productor.
Se pueden distinguir dos grandes zonas productoras de mármol.
1. La región llamada de La Laguna que se ubica en el límite de los estados de Durango,
Coahuila y Zacatecas.
2. Una segunda zona que comprende la mayor parte del estado de Puebla.
En estas zonas productoras de mármol se realizan los procesos, desde la explotación
hasta la terminación del producto. En el siguiente mapa se pueden observar en amarillo las zonas
productoras y en verde las zonas que ofrecen un gran potencial pero que aun no han alcanzado
altos niveles de producción.
109
Fig. 9. Zonas productoras
Dentro de las características geológico-litológicas con las que cuenta México, también
destacan por su abundancia las rocas graníticas. Estas rocas se presentan en forma de grandes
cuerpos intrusivos que afloran principalmente a lo largo de extensiones superficiales de la Costa
Pacífica; desde los estados de Baja California y Sonora en el Noroeste, hasta el estado de Chiapas
en el Sur. Las regiones Central y Oriental del país cuentan con un menor número de afloramientos
de rocas graníticas, los cuales se encuentran, en su mayor parte, aislados.
En el mapa más abajo, se pueden ver en rojo las zonas donde se encuentran los grandes
yacimientos de granito, que sin embargo, no se han explotado a gran escala por lo que la
producción de este material es irregular y poco consistente.
110
Fign10. Zonas de gran potencial.
En los mapas antes mostrados se hace mención de diversos materiales los cuales son
empleados para la obtención del cemento en sus diversos tipos, esto se debe a que el mercado
del cemento esta alcanzado un desarrollo tecnológico sorpréndete que permite hoy en día manejar
numerosos productos para tareas específicas.
Distribución de los materiales cerámicos en el mercado nacional:
En México la mayor parte del cemento se comercializa como ventas al detalle,
principalmente en bolsas de 50 Kg a través de distribuidores y contratistas, en comparación con
economías más desarrolladas en donde la mayor parte del cemento es vendido a granel. En
México las ventas del producto envasado equivalen aproximadamente al 80% de la demanda. De
este 80%, el 48% es usado en el sector residencial y el 32% restante es usado en la
autoconstrucción.
En la actualidad el acceso a estos productos es fácil, se pueden localizar múltiples
distribuidoras de cemento de cualquier cementera, y esto es posible a la competencia existente
111
entre las diversas cementeras, estas distribuidoras están ubicadas en cada uno de los estados,
ciudades y municipios permitiendo que todas las personas adquieran el producto de acuerdo al
producto, precio y calidad que se ofrece.
Existen algunas cadenas como Home Depot, Arkio y Construrama, que representa un
volumen de ventas considerable y que tienen cierta influencia sobre la imagen del producto.
Una tendencia que se observa es la concentración en el sector de la distribución a través
del fenómeno Construrama. Esta empresa constituye hoy en día la mayor distribuidora de
materiales para la construcción de toda Latinoamérica, con más de 700 concesionarios y 2000
puntos de venta en México. Nació como una iniciativa de Cemex en 2001 en apoyo a los
distribuidores con la creación de una marca para la comercialización y venta de materiales. Se trata
de los distribuidores de siempre que ahora se agrupan bajo un mismo emblema.
4.3 Principales centros de investigación y desarrollo
En nuestro país la industria de la construcción está tomando parte importante dentro de la
economía y las distintas cementeras buscan mejorar sus productos y ser altamente competitivas
ofreciendo productos innovadores y de calidad de acuerdo a las necesidades que se presentan día
a día.
Para lograr este objetivo se cuenta con diferentes instituciones y laboratorios en el área
de Investigación y Desarrollo, la misión de estos centros es el desarrollo de productos innovadores
relacionados con el cemento, concreto y otros materiales aplicables en la industria de la
construcción, incrementando la posibilidad de ofrecer a los clientes una gran diversidad de
productos de calidad que van de acuerdo a los requerimientos de las obras , desarrollando
tecnología de vanguardia para la industria cementera.
Dentro de las áreas de investigación se busca que los proyectos desarrollados por estos
centros estén orientados a tres temas en específico:
Sustentabilidad: mejorar el desempeño ecológico y económico del concreto y cemento
Usabilidad: mejorar la aplicabilidad del concreto y otros materiales cementantes
Multifuncionalidad: desarrollar nuevos productos multifuncionales para satisfacer las
necesidades de los cliente
112
Además de que los laboratorios de concreto, cemento y otros materiales son responsables
a grandes rasgos de:
Realizar investigaciones acerca del estado del arte de nuevas tecnologías para la
producción de cemento y mejoras en el proceso del mismo
Realizar investigaciones acerca de nuevas tecnologías y usos del concreto
Desarrollo de nuevos materiales para la industria de la construcción aprovechando
materias primas de la región, así como la utilización de subproductos industriales
Como se ha estado mencionando en capítulos anteriores el cemento es parte esencial de
la industria de la construcción y esta a la vez forma parte importante dentro de la economía de
nuestro país, por ello es fundamental el garantizar que los diversos materiales que se utilizan,
proporcionaran calidad y seguridad. Para ello el cemento y demás materiales son expuestos a una
gran diversidad de investigaciones, creación de nuevos y mejores materiales, y agregado a esto la
gran competencia que existe entre las grandes cementeras propicia que se creen nuevos centros
de investigación y laboratorios para el estudio de estos materiales.
Tabla 34. Principales centros de investigación y laboratorios
INSTITUCIÓN DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
CONSEJO NACIONAL
DE CIENCIA Y
TECNOLOGÍA
(CONACYT)
Es un organismo que tiene la
misión de Impulsar y fortalecer el
desarrollo científico y la
modernización tecnológica de
México, mediante la formación de
recursos humanos de alto nivel, la
promoción y el sostenimiento de
proyectos específicos de
investigación y la difusión de la
información científica y
tecnológica.
-Av. Insurgentes Sur 1582, Col.
Crédito Constructor Del. Benito
Juárez C.P.: 03940, México, D.F.
-Tel: (55) 5322-7700.
-Horario de atención de:
L-V 8:00 A 19:00
S 10:00 A 15:00
CENTRO DE
TECNOLOGÍA
CEMENTO Y
CEMEX creó en 1997 el Centro de
Tecnología Cemento y Concreto,
ubicado en la Ciudad de México.
-Tercera Cerrada de Minas No. 42,
Col. Francisco Villa, C.P. 01280.
113
INSTITUCIÓN DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
CONCRETO
(C.T.C.C.)
Ofrece respaldo a todo el país con
estudios e investigaciones
especializadas dirigidas a evaluar
minuciosamente el
comportamiento del clima, los
suelos y todo material que
intervenga en la construcción. Al
mismo tiempo diagnostica y
propone la solución a mejores
alternativas actuales y futuras de
cada uno de los proyectos.
México, D. F.
-Teléfono: 01 55 56 26 83 26
-Fax: 01 55 56 26 83 76
CENTRO DE
INVESTIGACIÓN Y
DESARROLLO
INDUSTRIAL (CIDI)
Su misión es promover y
desarrollar investigación científica
pura y aplicada, facilitando
instalaciones de vanguardia para
la investigación y la docencia,
desarrollando la extensión
universitaria entre los estudiantes
y la industria pública y privada del
país y contribuyendo al desarrollo
de pequeña y mediana industria a
través de servicios de consultoría
y ensaye.
Ubicado en la parte baja sur-oeste
del circuito perimetral de C. U.,
Extensión: 32590.
INSTITUTO
MEXICANO DEL
CEMENTO Y DEL
CONCRETO
El IMCYC, A.C. es una asociación
no lucrativa dedicada a la
investigación, enseñanza y
difusión de las técnicas de
aplicación del cemento y del
concreto. Su misión es promover
la utilización óptima del cemento y
del concreto para satisfacer las
necesidades del mercado con
calidad, productividad y
oportunidad, contribuyendo a
-Av. Insurgentes Sur #1846. Col.
Florida, CP.: 01030 México, D.F.
-Tel: 532245740
http://www.imcyc.com/
114
INSTITUCIÓN DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
mejorar el desempeño profesional,
el desarrollo y beneficio
económico de la industria, así
como de la sociedad.
CENTRO DE
INGENIERÍA Y
DESARROLLO
INDUSTRIAL (CIDESI)
Desarrollo de tecnología en el
área de diseño y fabricación de
líneas de ensamble y maquinaria
para la industria de
electrodomésticos, del vidrio y del
cemento entre otras.
Diseño y fabricación de
maquinaría y líneas de ensamble.
Av. Playa Pie de la Cuesta No. 702.
Desarrollo San Pablo. Querétaro,
Qro. México
-Tel. (+52 442) 211 98 00 Lada sin
costo 01800 5522040
www.cidesi.com
CENTRO DE
INVESTIGACIÓN EN
MATERIALES
AVANZADOS (CIMAV)
Es una institución integrada al
Sistema Nacional de Centros
Públicos CONACYT, fue fundado
en la ciudad de Chihuahua en
octubre de 1994 y su creación se
origina por acuerdo entre el
Gobierno Federal, el Gobierno del
Estado de Chihuahua y
CANACINTRA Delegación
Chihuahua, lo que ha conferido
características particulares que
han modulado de manera
afortunada el proceso de su
desarrollo. Institución dedicada a
la Investigación científica y el
desarrollo tecnológico con criterios
de excelencia en los ámbitos de la
Ciencia de los Materiales y de la
Ciencia Tecnológica Ambiental.
-Av. Miguel de Cervantes \#120,
Complejo Industrial Chihuahua,
Chihuahua, Chih., C.P. 31109.
-Tels (614)439-11-58, 439-11-57,
439-11-61.
Fax. (614)439-11-58.
http://www.cimav.edu.mx
CENTRO DE
INVESTIGACIÓN
Investigación y Desarrollo en
áreas de tecnología avanzada en
-Km. 107 Carretera Tijuana-
Ensenada 22860 Ensenada, B.C.
115
INSTITUCIÓN DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
CIENTÍFICA Y DE
EDUCACIÓN
SUPERIOR DE
ENSENADA (CICESE)
áreas prioritarias para el estado de
Nuevo León. En las áreas de
Biotecnología, Materiales y Láser
Avanzados e industriales y
tecnología de la información.
Tel: (646) 175-05-77. Fax: (646)
175-05-00
-Correo electrónico:
-Dirección electrónica:
http://posgrado.cicese.mx.
CENTRO DE
INNOVACIÓN,
INVESTIGACIÓN Y
DESARROLLO EN
INGENIERÍA Y
TECNOLOGÍA
Es una institución encargada de
dotar al Estado de Nuevo León de
un nuevo Centro de Innovación e
Investigación que impacte en el
desempeño y acelere el desarrollo
tecnológico de las empresas de la
región mediante la realización de
proyectos de investigación y de
desarrollo tecnológico, así como la
formación de recursos humanos
en las áreas de materiales
avanzados y nanotecnología,
electrónica, mecatrónica,
seguridad y riesgo, tecnologías de
la información y software.
www.mtycic.com.mx
CENTRO DE
INVESTIGACIÓN Y
DE ESTUDIOS
AVANZADOS DEL
INSTITUTO
POLITÉCNICO
NACIONAL
(CINVESTAV)
Es un organismo público
descentralizado, con personalidad
jurídica y patrimonio propios. Fue
creado con el objeto de formar
investigadores especialistas a
nivel de posgrado y expertos en
diversas disciplinas científicas y
tecnológicas, así como la
realización de investigación básica
y aplicada de carácter científico y
tecnológico. El CINVESTAV
-Libramiento Norponiente #2000,
fracc. Real de Juriquilla. C.P. 76230.
Santiago de Querétaro, Qro.,
México.
-Tel: 52 (442) 2119900.
Fax: 52 (442) 2119939.
116
INSTITUCIÓN DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
realiza estas tareas básicamente
dentro de cuatro áreas del
conocimiento: Ciencias Exactas y
Naturales, Ciencias Biológicas y
de la Salud, Tecnología y Ciencias
de la Ingeniería y Ciencias
Sociales y Humanidades. En la
actualidad, el Centro cuenta con
28 Departamentos y Secciones
académicos, organizados en 10
Unidades: tres localizadas en la
Ciudad de México y 7 localizadas
en el interior del país
(Guadalajara, Irapuato, Mérida,
Monterrey, Querétaro, Saltillo y
Tamaulipas).
CENTRO DE
INNOVACIÓN
TECNOLÓGICA, EN
CHIHUAHUA
La misión de estos centros es el
desarrollo de productos
innovadores relacionados con el
cemento, concreto y otros
materiales aplicables en la
industria de la construcción,
incrementando la habilidad de
GCC para ofrecer a los clientes
productos de valor agregado,
desarrollando tecnología de
vanguardia para la industria
cementera.
CORPORACIÓN
MEXICANA DE
INVESTIGACIÓN DE
MATERIALES
Es un centro tecnológico
perteneciente al Sistema
CONACYT, creado a finales de
1991 a partir de la infraestructura
física y humana de lo que fuera el
-Ciencia y Tecnología No. 790 Col.
Saltillo 400, CP. 25290 Saltillo,
Coahuila. México
- Tel: 52(844) 411-3200
117
INSTITUCIÓN DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
(COMIMSA) IMIS (Instituto Mexicano de
Investigaciones Siderúrgicas).
Enfoca sus actividades de
investigación y desarrollo
tecnológico bajo el concepto de
mercado y con criterios de
rentabilidad, de ahí su figura
jurídica S. A. de C. V. Ha
desarrollado un modelo de
actuación innovador, el cual le
permite no sólo operar con
autosuficiencia financiera, sino
que además logra una verdadera
vinculación con el sector
industrial, con el sector académico
y con otros centros de
investigación.
CENTRO DE
INVESTIGACIÓN
CIENTÍFICA DE
YUCATÁN, A.C.
(CICY)
El CICY es un Centro Público de
Investigación que realiza
investigación científica y
tecnológica, forma recursos
humanos en las áreas de la
biología vegetal, los recursos
naturales, la ciencia de los
materiales y estudios sobre el
agua, para el desarrollo
sustentable del país, con la
participación de personal
altamente calificado, el uso de
tecnologías de frontera, la
colaboración con instituciones
nacionales y extranjeras, y la
vinculación con los sectores de la
sociedad.
-Calle 43 no. 130, col. Chuburná de
hidalgo, 97200, Mérida, Yucatán.
-Teléfono: 01 (999) 942 8363
118
LABORATORIOS
NOMBRE DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
Instituto Mexicano del
Cemento y del Concreto,
A.C.
Laboratorio de Cemento y de
Concreto.
Pruebas de Concreto, Pruebas
de Agregados, Pruebas de
Cementos, Pruebas de
Prefabricados (bloques, tabiques,
ladrillos y adoquines).
Constitución No. 50, Col.
Escandón, C.P. 11800,
México, D.F.
Teléfono: 01 55 52 72 79 15, 01 55
52 72 86 89
Fax: 01 55 52 72 76 10
Cemex Concretos, S.A.
de C. V.Laboratorio Planta Veracruz
Pruebas de Concreto
J. Azueta s/n entre Eje 1 Pte. y
Fco. Villa, Col. El Coyol, C.P.
91779, Veracruz., Veracruz
Teléfono: 01 229 9817129
Fax: 01 229 1550797
Laboratorio de Control,
S.A. de C.V.
Laboratorio de Control.
Pruebas de Concreto
Isabel La Católica No. 504, Col.
Algarín, C.P. 06880
México, D.F.
Teléfono: 01 55 55 30 70 68
Fax: 01 55 55 30 73 48
Proyectos, Laboratorios
y Supervisión, S.C.
Proyectos, Laboratorios y
Supervisión, S.C.
Pruebas de Concreto, Pruebas
de Agregados, Pruebas de
Geotecnia.
Av. Potam No. 1316, Col. Camino
Real, C.P. 83178
Hermosillo, Sonora.
Teléfono: 01 662 219 55 74
Fax: 01 662 219 74 17
Inspectec, Supervisión y
Laboratorios, S.A. de
C.V.
Inspectec, Supervisión y
Laboratorios, S.A. de C.V.
Pruebas de Concreto
Viaducto Miguel Alemán No. 22,
Col. Nápoles, C.P. 03810
México. F.
119
LABORATORIOS
NOMBRE DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
Teléfono: 01 55 55 36 68 24
Fax: 01 55 55 36 68 24, 01 55 55
36 61 57
Cemex Concretos, S.A.
de C.V.
Laboratorio Central México, D.F.
Pruebas de Concreto
Tercera Cerrada de Minas No. 42,
Col. Francisco Villa, C.P. 01280
México, D.F.
Teléfono: 01 55 56 26 83 26
Fax: 01 55 56 26 83 76
Laboratorio Nacional de
la Construcción, S. A.
Laboratorio Nacional de la
Construcción
Pruebas de Concreto, Pruebas
de Geotecnia.
Calle 23 No. 23, Col. San Pedro de
los Pinos, C.P. 03800
México, D. F.
Teléfono: 01 55 55 98 86 55, 01 55
55 98 89 46, 01 55 55 98 8123
Fax: 01 55 55 98 85 94
ETA Consultores, S.A.ETA Consultores
Pruebas de Concreto
Franz Halss No. 139, Col. Alfonso
XIII, C.P. 01460
México, D. F.
Teléfono: 01 55 55 63 99 93
Fax: 01 55 55 63 54 79
Concretos Apasco, S.A.
de C.V.
Laboratorio Región Norte.
Pruebas de Concreto
Antiguo Camino a Minera del Norte
No. 351, Col. Agostadero del
Palmar, C.P. 66350
Santa Catarina, Nuevo León
.
Teléfono: 01 818 318 32 61
Fax: 01 818 318 32 51
120
LABORATORIOS
NOMBRE DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
Geogrupo del Centro,
S.A. de C.V.
Geogrupo León.
Pruebas de Concreto, Pruebas
de Geotecnia
Río Claro No. 213, Col. Villanueva,
C.P. 37460
León, Guanajuato.
Teléfono: 01 477 770 53 05
Fax: 01 477 770 53 05
Unidad de Negocios de
Soporte Técnico.
Laboratorio División Chihuahua
Pruebas de Concreto, Pruebas
de Agregados, Pruebas de
Prefabricados (bloques, ladrillos
y adoquines).
Av. Homero No. 3507, Col.
Complejo Industrial Chihuahua,
C.P. 31109 Chihuahua, Chihuahua
Teléfono: 01 614 442 75 22 Fax:
01 614 442 75 00
Universidad Autónoma
de Nuevo León. Instituto
de Ingeniería Civil.
Laboratorio de Tecnología del
Concreto.
Pruebas de Concretó, Pruebas
de Geotecnia
Cd. Universitaria, s/n, Col. (s/col),
C.P. 66450
San Nicolás de los Garza, Nuevo
León
Teléfono: 01 818 352 98 71
Fax: 01 818 376 04 77
Cemex Concretos, S.A.
de C.V.
Centro de Tecnología Cemento y
Concreto (CTCC).
Pruebas de Concreto, Pruebas
de Agregados, Pruebas de
Cementos.
Tercera Cerrada de Minas No. 42,
Col. Francisco Villa, C.P. 01280
México, D. F.
Teléfono: 01 55 56 26 83 26
Fax: 01 55 56 26 83 76
Geotecnia y Supervisión
Técnica, S.A. de C.V.
Geotecnia y Supervisión Técnica,
S.A. de C.V.
Pruebas de Concreto, Pruebas
de Geotecnia
Villahermosa No. 334, Col.
Progreso Macuiltepetl, C.P. 91130
Xalapa de Enríquez, Veracruz
Teléfono: 01 228 815 27 84
Fax: 01 228 890 40 73
121
LABORATORIOS
NOMBRE DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
Impulsora Tlaxcalteca de
Industrias, S.A. de C.V.
Laboratorio de ITISA.
Pruebas de Concreto
Reforma Sur No. 25, Col. (s/col),
C.P. 90796
Panzacola , Tlaxcala
Teléfono: 01 222 281 01 26
Fax: 01 222 281 02 47
PEP Ingeniería de
Suelos, S.A. de C.V.
PEP Ingeniería de Suelos, S.A.
de C.V.
Pruebas de Concreto
Adolfo Duclos Salinas No. 81, Col.
Ampliación Santa Martha Acatitla,
C.P. 09510
México, D. F.
Teléfono: 01 55 57 33 27 66
Fax: 01 55 57 33 55 21
Cementos Apasco, S.A.
de C.V.Planta Macuspana
Pruebas de Cemento (Petrolero)
Carretera Villahermosa, Col.
(s/col), C.P. 86700
Macuspana, Tabasco
Teléfono: 01 993 310 54 00
Fax: 01 993 310 54 83
Laboratorio Hidrocálido
de la Construcción, S.A.
de C.V.
Pruebas de Concreto
: Prolongación Zaragoza No. 1753-
A, Col. Circunvalación Norte, C.P.
20020
Aguascalientes, Aguascalientes
Teléfono: 01 449 996 02 22
Fax: 01 449 996 02 22
INSET, S.A. de C.V.Pruebas de Concreto, Pruebas
de Geotecnia.
Calle 48 Norte s/n Lotes 21 y 22,
Col. Región 230, C.P: (s/c.p.)
Cancún, Quintana Roo
122
LABORATORIOS
NOMBRE DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
Teléfono: 01 998 888 44 31
Fax: 01 998 888 54 59
Compañía mexicana de
Concreto Pretensado,
COMECOP, S.A. de C.V.
Laboratorio de Pruebas
COMECOP
Pruebas de Prefabricados (tubos
de concreto)
Lotes 7 y 8 Manzana 8 Eje Oriente
Poniente, Col. Zona Industrial. C.P.
43800, Tizayuca, Hidalgo
Teléfono: 01 799 796 95 00
Fax: 01 799 796 21 65
Laboratorio de Control
de Calidad y
Supervisión, S. A. de C.
V.
LACOCS
Pruebas de Concreto
35 Norte No. 3023,
Col. Unidad Habitacional Aquiles
Serdán, C.P. 72070 Puebla,
Puebla Teléfono: 01 222 868 69 73
Fax: 01 222 231 58 36
Pretencreto, S.A. de C.V.
Laboratorio de Control de
Calidad, Concreto y Agregados
Pruebas de Concreto
km 21,5 Carretera Teoloyocan -
Huehuetoca, Col. Bo. Santa María
Caliacac, C.P. 54470
Teoloyucan, Estado de México
Teléfono: 01 593 914 18 00, 01
593 914 18 01
Fax: 01 593 914 17 99
Concretos Cruz Azul,
S.A. de C.V.
Planta 19-Guadalajara
Pruebas de Concreto
Periférico Poniente No. 2377, Col.
San Juan de Ocotlán, C.P. 45110
Zapopan, Jalisco
Teléfono: 01 333 110 03 66
Fax: 01 33 31 10 17 02
Laboratorio PLASARI, Laboratorio PLASARI. Huerta No. 202, Col. Rancho La
123
LABORATORIOS
NOMBRE DESCRIPCIÓN UBICACIÓN
S.A. de C.V. Pruebas de Concreto Florida, C.P. 37120
León, Guanajuato
Teléfono: 01 477 781 11 00, 01
477 781 07 60
Fax: 01 477 781 07 63, 01 477 781
04 15
Laboratorio de Ingeniería
Experimental y de
Control, S. de R.L de
C.V.
Laboratorio de Ingeniería
Experimental y de Control
Pruebas de Concreto
Prolongación Morelos No. 14, Col.
Tulyehualco, C.P. 16700
México, D.F.
Teléfono: 01 55 25 94 28 15
Fax: 01 55 21 61 47 72
Latinoamericana de
Concretos, S.A. de C.V.
Laboratorio de Control de
Calidad.
Pruebas de Concreto, Pruebas
de Agregados.
Av. Prolongación San Antonio No.
705, Col. Lomas de Becerra, C.P.
01280
México, D. F.
Teléfono: 54 82 31 00
Fax: 54 82 31 02
Compañía Mexicana de
Servicios Técnicos y
Laboratorios de
Materiales, S.A. de C.V.
Laboratorio de Geotecnia
Pruebas de Geotecnia
Mariano Azuela No. 29, Col. Santa
María La Ribera, C.P. 06400
México. F.
Teléfono: 55 41 60 40
Fax: 55 41 60 40
124
CONCLUSIONES:
De acuerdo al estudio realizado, se puede concluir que la industria del cemento nacional se
caracteriza por ser una de las plantas industriales más eficientes del país, pues el 99% tiene
hornos de vía seca, además por ser tan competitiva como las mejores del mundo. Teniendo que el
total del cemento que consumimos en México es producido por seis empresas con 30 plantas
distribuidas a lo largo del territorio nacional.
Además el cemento contribuye en forma directa con su producción y en forma indirecta
como insumo de diversas actividades económicas, se considera que la industria del cemento
representa el 5.1% del Producto Interno Bruto de México y es el segundo productor de cemento en
Latinoamérica. El sector de la construcción contribuye con el 6.8% PIB. La demanda del cemento
nos dio un indicado en el crecimiento de la economía, ya que las economías que aumentan su
producción requieren desarrollar infraestructura para continuar con el crecimiento.
Considerando todos los factores antes mencionados, podemos decir que el cemento
mexicano es altamente competitivo con otros países, el hecho de que sea competitivo nos
garantiza su calidad y por ello es que la aplicación de la normatividad es el factor primordial para
asegurar cada uno de sus procesos, métodos y productos. Esto permite que las industrias estén
basadas en un estándar, y garantizar que todos aquellos productos que nos puedan ofrecer las
diversas empresas nos de la confianza de que el fin para el cual lo adquirimos cubrirá nuestras
necesidades.
Adicionado a esto el desarrollo que se ha realizado en los últimos años en esta industria ,
es gracias a la tecnología e investigaciones que llevan a cabo cada una de las empresas logrando
así un avance en cada uno de los materiales que se utilizan para la fabricación del cemento, ya
que el proceso y etapas para lograr la obtención del cemento es complicado y sobre todo el dar
constantemente un seguimiento arduo que permita controlar todos aquellos factores que podrían
afectar el desempeño del proceso y con ello el producto final. Por ello en este trabajo se hablo de
todas aquellos factores que intervienen en la fabricación del cemento y que no solo contempla el
proceso de obtención del cemento, sino también desde el lugar de donde se extraen las materias
primas hasta donde se almacena y transporta.
125
BIBLIOGRAFÍA:
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URMO, México. 2005
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Edición, URMO, México 2004.
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Y Métodos De Prueba”
NMX-C-021-ONNCCE-2004 “Industria De La Construcción –Cemento Para Albañilería (Mortero)-
Especificaciones Y Métodos De Prueba”
Norma Oficial Mexicana NOM-002-SCFI-1993, Productos Preenvasados-Contenido Neto
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NMX-C-059-ONNCCE-2006 “Industria De La Construcción-Cementos Hidráulicos-Determinación
Del Tiempo De Fraguado De Cementantes Hidráulicos (Método De Vicat)”
NMX-C-273-ONNCCE-2001 “Industria De La Construcción-Cemento-Determinación De La
Actividad Hidráulica De Las Adiciones Con Cemento Portland Ordinario”
Bailey H., Hancock D.W, Curso Básico De Construcción, Volumen: 1 4ª. Edición, Limusa,
México, D.F. 2005.
D.K Ching Francis, Adams Cassandra, Guía De Construcción Ilustrada, 1ª Edición Limusa,
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Arq. Barbará Z. Fernando, Materiales Y Procedimientos De Construcción, Tomo: 2, Herrero
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Addleson, Lyall, Rodríguez Cano, Vega González, Materiales Para Construcción Volumen 1,
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Http://www.cruzazul.com.mx, Cooperativa Cruz Azul 2010.
http://www.gcc.com, Grupo Cementos Chihuahua, 2010.
128
GLOSARIO:
ACABADOS: Conceptos finales de la obra; como aplanados de pasta o yeso, pisos, pintura,
colocación de azulejos y revestimientos.
ADITIVOS: Es un producto químico que se dosifica en baja proporción en el concreto, para
modificar alguna de sus propiedades y adecuarlo a el fin que se destine.
AGREGADO: Material pétreo granulado, tal como la arena natural o la grava. Representa
aproximadamente del 60 al 75% del volumen total del concreto.
ARCILLA: Tierra natural relativamente suave, que por su abundante cantidad de silicatos, es la
segunda materia prima en importancia para la elaboración del cemento.
BLAINE: Parámetro que define la finura del cemento en términos de cm2 para cada gramo de
muestra que tiene relación directa con el desarrollo de su resistencia. Ejemplo: Un Blaine de 3000
cm2/g significa que la suma de las superficies de todas las partículas de un gramo de esta muestra
puede cubrir un área de 3000 cm2.
CAL LIBRE: Se presenta en el clinker cuando no se ha tenido una calcinación completa o se tuvo
una molienda insuficiente de la arena cruda, provoca expansión.
CALCINACIÓN: Proceso al que se somete la materia prima del cemento exponiéndola a
temperaturas de hasta 1,400 grados centígrados de donde se obtiene el material al que se
denomina clinker.
CALIZA: Piedra dura, muy abundante en la naturaleza, es rica en calcio y es la materia prima más
importante para la fabricación del cemento.
CEMENTO: Conglomerante hidráulico que mezclado con agregados pétreos y agua crean una
mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece al mezclar con el agua, adquiriendo
consistencia pétrea.
CEMENTANTE: Cualquier producto que tenga la capacidad de unir piezas entre sí mismas, por
ejemplo, el cemento portland, el asfalto, las resinas, etc.
129
CEMENTO BLANCO: Es un cemento portland de alta calidad que difiere del cemento gris
exclusivamente por su color, es fabricado con cantidades mínimas de oxido de hierro y magnesio,
sustancias que dan color al cemento gris.
CEMENTO PORTLAND: Cemento hidráulico producido con clinker portland y yeso natural.
CENIZAS VOLANTES: Puzolana artificial, similar al polvo de cemento, que resulta de la
combustión del carbón mineral pulverizado, en las plantas generadoras de electricidad.
CIMBRA: Molde temporal para el concreto fresco, que se retira una vez que el concreto logra la
resistencia suficiente para sostenerse a sí mismo.
CLINKER: Piedra oscura y densa que se obtiene de la calcinación, y a alta temperatura, de la
caliza y la arcilla finamente molida e íntimamente mezcladas.
CONCRETO: Es una mezcla de cemento como un medio aglutinador y agregados finos (arenas) y
gruesos (gravas) y agua. Normalmente contiene aire atrapado, se usa para trabajos estructurales.
CONCRETO ARMADO: Concreto con acero de refuerzo destinado pare elementos estructurales
(trabes, losas, columnas, etc.).
CONCRETO PREMEZCLADO: Este concreto se dosifica y se mezcla, fuera del sitio de la obra y se
entrega en el área de construcción en estado fresco y sin endurecer.
CORRECTORES: Minerales naturales que se adicionan en cantidades pequeñas en la elaboración
del cemento para lograr conseguir alguna meta especifica que no se podría lograr con las materias
primas normales.
CURADO: Tratamiento posterior al colado, vibrado y acabado del concreto fresco, para asegurar la
disponibilidad de agua que permita el progreso de las reacciones entre el cemento y el agua.
DURABILIDAD: Capacidad que tiene la obra para resistir la acción del clima, el ataque químico,
abrasión y otras condiciones de servicio, a que está expuesta.
FINURA DEL CEMENTO: Tamaño de las partículas del cemento, las cuales pueden ser desde 60
hasta 1 micra (MICRA: Milésima de milímetro).
FRAGUADO: Periodo en el cual se genera un cambio de un estado plástico, trabajable de la
mezcla, a un estado de reagudización.
130
MOLINO: Equipo cilíndrico, giratorio, de acero en cuyo interior se aloja una carga de bolas
metálicas de diferentes diámetros que muelen las materias primas ya dosificadas.
PASTA DE CEMENTO: Constituyente del concreto que está formado por cemento y agua.
PLASTICIDAD: Propiedad de la pasta de cemento, concreto o mortero recién mezclados que
determina su facilidad de moldeado.
PUZOLANAS: Material natural o artificial amorfo, silicoso capaz de reaccionar con la cal que libera
el cemento durante su hidratación para mejorar las propiedades del concreto, la puzolana más
popular es la piedra poma.
SANIDAD: Capacidad de la mezcla de conservar su volumen original, durante su paso del estado
fresco al endurecido, sin que se contraiga o expanda.
SULFATOS: Sales de azufre, abundantes en los suelos y aguas naturales, así como en los
desechos industriales, domésticos o municipales. Estos compuestos químicos pueden dañar
considerablemente la durabilidad del concreto.
TRABAJABILIDAD: La propiedad de la mezcla de concreto que determina su facilidad de ser
moldeada, colada y acabada.
YESO: Piedra natural muy suave, de color blanco y rica en sulfatos de calcio que, en pequeña
proporción, se adiciona en la fabricación del cemento; actúa como retardador del fraguado.
131
ANEXOS
De acuerdo a la norma NMX-C-021-ONNCCE-2004 que habla sobre INDUSTRIA DE LA
CONSTRUCCIÓN CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE
PRUEBA; Este producto es llamado también cemento para albañilería desde sus inicios se ha
conocido también con el nombre de mortero, esta denominación ha permanecido más por tradición
que por tratarse de alguna palabra con origen técnico.
Aprovechando el proceso de modernización que está viviendo México en el tema de
normalización, se ha querido corregir el nombre de este producto, por el nombre que se le da
internacionalmente el cual es ¨cemento para albañilería¨.
Tomando en cuenta la norma NMX-C-021-ONNCCE-2004, de INDUSTRIA DE LA
CONSTRUCCIÓN CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE
PRUEBA; tenemos las siguientes definiciones:
Cemento para albañilería (mortero): Piedra caliza, arcilla, puzolana, escoria granulada de
alto horno, ceniza volante y yeso. A criterio del productor puede incorporarse además, como
auxiliares de la molienda o para impartir determinadas propiedades, otros materiales en proporción
tal que no sean nocivos para el comportamiento posterior del producto.
El cemento para albañilería al mezclarse con arena y agua, produce morteros con
características especiales que son utilizados para el pegado de tabiques, enjarres, repellados,
aplanados, trabajos decorativos, etc.
Mortero: Es el material formado por un cemento hidráulico finalmente pulverizado, que
agregar agua y arena, tiene la propiedad de fraguar tanto en el aire como en el agua y formar una
masa endurecida que adquiere resistencia mecánica con el paso del tiempo hasta un punto
máximo.
Tomando en cuenta la NORMA MEXICANA NMX-C-021-ONNCCE-2004 QUE HABLA
SOBRE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA
ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA; El cemento que se mantiene seco conserva
todas sus características, almacenado en latas estancas o en ambientes de temperatura y
humedad controlada, su duración será indefinida. En las obras se requieren disposiciones para que
el cemento se mantenga en buenas condiciones por un espacio de tiempo determinado, lo esencial
132
es conservar el cemento seco, para lo cual debe cuidarse no sólo la acción de la humedad directa
sino además tener en cuenta la acción del aire húmedo.
En obras grandes o en aquellos casos en que el cemento deba mantenerse por un tiempo
considerable se deberá proveer una bodega, de tamaño adecuado
Sin aberturas ni grietas, que pueda mantener el ambiente lo más seco que sea posible.
Marcado y etiquetado de envasado: Cuando el cemento para albañilería se entrega en
sacos debe indicarse en forma clara e indeleble los datos siguientes:
Nombre o denominación genérica del producto
Denominación o razón social
Domicilio fiscal
Leyenda ¨HECHO EN MÉXICO¨ o el nombre del país de origen
Marca registrada
Indicación de cantidad en kilogramos o en toneladas
Nombre y/o ubicación de la planta productora
Cumplimiento con esta norma
Cemento a Granel
Cuando el cemento para albañilería se entrega en un envase de cualquier naturaleza y cuyo
contenido puede ser variable, se debe incorporar en la factura o remisión la siguiente información:
Nombre o denominación genérica del producto
Denominación razón social
Domicilio fiscal
Leyenda ¨HECHO EN MÉXICO¨ o el nombre del país de origen
Marca registrada
Indicación de cantidad en kilogramos o en toneladas
Nombre y/o ubicación de la planta productora
Cumplimiento de esta norma
De acuerdo a la NORMA MEXICANA NMX-C-021-ONNCCE-2004 que habla sobre
INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN-CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA-ESPECIFICACIONES Y
133
MÉTODOS DE PRUEBA, Tenemos algunas descripciones generales de las pruebas físicas del
cemento.
Determinación de las características Físicas del Cemento:
Preparación de la muestra de cemento: La muestra que se quiere estudiar es en general
una muestra media. Debe ser representativa del lote al cual pertenece; debe ser por ello, extraída
de diferentes puntos de este lote. Las tomas, cuya masa total no debe pasar de algunos
kilogramos son juntadas y homogenizadas.
Se recomienda hacerlas pasar, previamente, por un tamiz cuya abertura de malla es de 1
mm a fin de eliminar los grumos, causados por la humedad y los residuos accidentales del
machaqueo (trozos de bolas etc.).
La cantidad total de cemento se pasa a continuación por un homogeneizador de paletas o
bien se mezcla sobre una mesa con una paleta. Es necesario tener cuidado en ambos casos de no
perder los elementos más finos que tienden a escaparse.
Determinación de la densidad del cemento
Existen dos métodos corrientes para medir la densidad del cemento el primero emplea el
volumenometro de LE CHATELIER, el segundo el picnómetro
De acuerdo con la norma NOM-002-SCFI establece las tolerancias y los métodos para la
verificación de los contenidos netos de productos pre envasados y los planes de muestreo usados
en la verificación de productos que declaran su contenido neto en unidades de masa o volumen.
Se aplica tanto a productos de Fabricación Nacional como de Importación que se
comercialicen en Territorio Nacional. Las tolerancias para fines de la comprobación del contenido
neto de los productos pre envasados, se fijan las tolerancias.
La verificación del contenido neto de productos pre envasados indica que se debe efectuar
mediante muestreo aleatorio, tomando muestras por duplicado. Cada muestra estará compuesta
por el número de unidades que se establece. En el caso de que el lote de productos que se
134
verifique sea mayor de 500 000 unidades, las cantidades excedentes se considerarán como
integrantes de otro lote, al cual se le aplicarán las mismas reglas.
Estos son de acuerdo a la NORMA MEXICANA NMX-C-273-ONNCCE-2001 que nos habla
de LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN-CEMENTO-DETERMINACIÓN DE LA ACTIVIDAD
HIDRÁULICA DE LAS ADICIONES CON CEMENTO PORTLAND ORDINARIO materiales a
ensayar y materiales auxiliares para la construcción y su resistencia a la compresión.
Cemento Portland Ordinario.: Es el cemento producido a base de clinker Portland y
usualmente contiene sulfato de calcio.
Cemento Portland puzolánico.: Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda
conjunta de clinker Portland, materiales puzolánicos y usualmente contiene sulfato de calcio.
Cemento Portland con escoria granulada de alto horno: Es el conglomerante hidráulico que
resulta de la molienda conjunta de clinker Portland, escoria granulada de alto horno y usualmente
contiene sulfato de calcio.
Cemento Portland con humo de sílice: Es el conglomerante hidráulico que resulta de la
molienda conjunta de clinker Portland, humo sílice y usualmente sulfato de calcio.
Cemento con escoria granulada de alto horno: Es el conglomerante hidráulico que resulta
de la molienda conjunta de clinker Portland, escoria granulada de alto horno y usualmente sulfato
de calcio.
Cemento resistentes a sulfatos: Se consideran cemento con una alta resistencia al ataque
de sulfatos aquellos que por su comportamiento cumplen con el requisito de expansión limitada, de
acuerdo con el método de prueba establecido.
Cementos de baja reactividad álcali-agregado: Se consideran cementos de baja reactividad
álcali-agregado, de acuerdo con el método de prueba establecido.
Cementos de bajo calor de hidratación: Se consideran cementos de bajo calor de
hidratación aquellos que desarrollan un calor de hidratación igual o inferior al especificado en la
norma oficial mexicana.
135
Cementos blancos: Se consideran cementos blancos todos aquellos cuyo índice de
blancura es igual o inferior al especificado en la norma oficial mexicana.
Tipo I: Se usa para proyectos de construcción en general.
Tipo II: Para un concreto que estará expuesto a un suelo o aguas cuyo contenido de
sulfatos pueda potencialmente dañar al proyecto.
Tipo III: Se usa para proyectos como carreteras, que requieren de un endurecimiento
rápido debido a su uso frecuente o por sus características especiales de construcción.
Tipo IV: Se usa en climas cálidos o para proyectos masivos de concreto que requieren un
endurecido uniforme.
Tipo V: Se usa para proyectos tales como cortinas de presas que están expuestos a altos
niveles de sulfatos.
En México la clasificación de los tipos de cemento está regida por la norma NMX-C-414-
ONNCCE-1999 (INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN- CEMENTOS HIDRÁULICOS-
ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA", misma que entró en vigor a partir del 19 de
Octubre de 1999), Tablas 9,10 y 11.
Cemento Hidráulico: Es un material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle
agua (ya sea solo o mezclado con arena, grava o asbesto u otros materiales similares), tienen la
propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la
hidratación y una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad
De acuerdo a su resistencia el cemento puede ser: La resistencia normal de un cemento es
la resistencia mínima mecánica a la compresión cierto número de días (Newton/mm2)
Clase resistente: Dado que la resistencia a la compresión es en términos generales la
propiedad más importante para la mayoría de los usuarios, esta nueva norma hace énfasis sobre
los valores que en este sentido debe cumplir los cementos producidos en México, definiendo cinco
clases resistentes. La clase resistente de un cemento se indica con los valores 20, 30 y 40. Si
alcanza una resistencia rápida se añadirá la letra “R” en las clases 30R y 40R. A continuación se
da una clasificación de los tipos de cemento de acuerdo a lo establecido en la norma NMX-C-414-
136
ONNCCE-2004 “Industria de la Construcción-Cementos Hidráulicos-Especificaciones y Métodos de
Prueba”en cuenta sus características principales y para qué son recomendados tomando en
cuenta sus principales componentes y sus propiedades específicas.
Clases resistentes: Los cementos se clasifican por su resistencia a la compresión, en cinco
clases.
Características Especiales: Los cementos se clasifican por sus características especiales,
de acuerdo a lo especificado.
Designación normalizada: Los cementos se deben identificar por el tipo y la clase
resistente. Si el cemento tiene especificada una resistencia a 3 días se añadirá la letra R
(resistencia rápida). En el caso de que un cemento tenga alguna de las características
especiales, su designación se completa de acuerdo con la nomenclatura; de presentar dos
o más características especiales, la designación se hace siguiendo el orden descendente,
separándolas con una diagonal.
Ejemplo 1: Un cemento Portland Ordinario de clase 30 con resistencia especificada a 3
días; se identifica como: Cemento CPO 3 R
Ejemplo 2: Un cemento Portland Compuesto, de clase 30, con resistencia especificada a 3
días y resistencia a los sulfatos, se identifica como: Cemento CPC 30 R RS
Ejemplo 3: Un cemento Portland puzolánico de clase 30, de baja reactividad álcali
agregado y bajo calor de hidratación, se identifica como: Cemento CPP 30 BRA/BCH
Ejemplo 4: Un cemento Portland ordinario de clase 30, con resistencia especificada a 3
días y blanco, se identifica como: Cemento CPO 30 R B
De acuerdo a lo establecido en la norma NMX-C-414-ONNCCE-2004, los cementos se van
a diferenciar por su clase resistente y la característica en especial que nos puede proporcionar, no
obstante en el mercado existen diversos tipos de cementos los cuales detallamos en la siguiente
tabla 14, las características principales y el uso de estos.
Tabla 14. Tipos de cemento.
137
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
Cemento Portland
Ordinario
Componente principal, el
clinker, y que puede llevar
alguna adición o mezcla de
ellas.
Excelente para construcciones en
general, zapatas, columnas, trabes,
castillos, dalas, muros, losas, pisos,
pavimentos, guarniciones, banquetas,
etc. Ideal para la elaboración de
productos prefabricados (Tabicones,
adoquines, bloques, postes de luz,
lavaderos, balaustradas, piletas etc.
Cemento Portland
Compuesto
Presenta excelente durabilidad
en prefabricados para
alcantarillados y a los
concretos les proporciona una
mayor resistencia química y
menor desprendimiento de
calor. Compatible con todos
los materiales de construcción.
Se recomienda especialmente para
prefabricados como: bloques,
viguetas, bovedilla, tabicones y
adoquines. edificios., pisos,
pavimentos, carreteras., aeropistas,
postes.
Cemento Portland
Puzolánico
Diseñado para la construcción
sobre suelos salinos. El mejor
para obras expuestas a
ambientes químicamente
agresivos. Alta durabilidad en
prefabricados para
alcantarillados.
Construcción de zapatas, pisos,
columnas, castillos, dalas, muros,
losas, pavimentos, guarniciones,
banquetas, muebles municipales
(Bancas, mesas, fuentes, escaleras),
etc.
Cemento Portland
con escoria
Componentes principales,
clinker en proporción
comprendida entre 80% y 94%
y escoria de horno alto en
proporción comprendida entre
6% y 10%; o clinker en
proporción comprendida entre
65% y 79% y escoria de horno
alto en proporción
comprendida entre 21% y
35%. Puede llevar hasta un 5
% de otra adición o mezcla de
Puede utilizarse en cualquier tipo de
construcción y es especialmente
recomendado cuando se tiene un
ataque moderado de sulfatos.
138
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
ellas.
Cemento Portland
con humo de sílice
Componentes principales,
clinker en proporción
comprendida entre 90% y 94%
y humo de sílice en proporción
comprendida entre 6% y 20%.
Puede llevar hasta un 5% de
otra adición o mezcla de ellas.
Obras de concreto en masa y armado.
Pavimentaciones y cimentaciones.
Morteros en general. Prefabricación
con tratamientos higrotérmicos.
Obras en las que se requiera
impermeabilidad, a condición de que
la dosificación sea la adecuada.
Cemento Portland
Ordinario Blanco
Alta resistencia a la
compresión tiene los mismos
usos estructurales que el
cemento gris. Este producto
puede pigmentarse con
facilidad.
Excelente para obras ornamentales o
arquitectónicas como fachadas,
monumentos, lápidas, barandales,
escaleras, etc. Gran rendimiento en
la producción de mosaicos, terrazos,
balaustradas, lavaderos, W.C. rurales,
tirolés, pegazulejos, junteadores, etc.
Cemento Portland
Ordinario Resistente
a los Sulfatos
Proporciona mayor resistencia
química para concretos en
contacto con aguas o suelos
agresivos (aguas narinas,
suelos con alto contenido de
sulfatos o sales)
Recomendable para la construcción
de presas, drenajes municipales y
todo tipo de obras subterráneas.
Cemento de
endurecimiento
rápido
Está molido más finamente.
Adquiere resistencia con
mayor rapidez.
El uso de este cemento en el concreto
permite descimbrar más pronto, y su
mayor calor de hidratación lo hace
muy adecuado cuando se cuela el
concreto en tiempo frío.
Cemento de
endurecimiento ultra
rápido
Está molido con mayor finura,
lo que le confiere una tasa ex-
cepcional de desarrollo de
resistencia.
Para la obturación de fuertes
filtraciones o vías de agua
previamente a un tratamiento
de impermeabilización, localizadas en:
hormigón, albañilería, roca, etc.
Cemento con alto
contenido de
alúmina
Altamente resistente a la
acción de los sulfatos.
Lo hace adecuado para usarse en
lugar del cemento resistente a los
sulfatos y del cemento súper
sulfatado, no es recomendable
139
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
utilizarlo en concretos en donde la
humedad y las altas temperaturas
ocurran simultáneamente.
Cemento resistente
a los sulfatos
El cemento resistente a los
sulfatos contiene menos
aluminato tricalcio (C3A),
Puede ser utilizado con seguridad en
los lugares donde existan
concentraciones de sulfatos
Cemento súper
sulfatado
Este cemento contiene menor
cantidad de aluminato tricalcio
C3A
Se utiliza en concreto para cimientos
donde estén presentes altas
concentraciones de sulfatos solubles.
Cementos blancos
Tienen un módulo de
fundentes muy alto,
aproximadamente 10.
Contienen un porcentaje
bajísimo de Fe2O3. La
reducción del Fe2O3 es
compensada con el agregado
de fluorita (CaF2) y de criolita
(Na3AlF6), necesarios en la
fase de fabricación en el
horno.
Se emplean en prefabricados de
hormigón y a veces en edificios de
"hormigón visto" (esto es: que no
tienen posteriores revestimientos de
acabado).se utilizan para sellar las
juntas de azulejos o de baldosas de
suelo.
Cementos de
mezclas
Los cementos de mezclas se
obtienen agregando al
cemento Portland normal otros
componentes como la
puzolana.
Cemento puzolánico
Contiene aproximadamente:
55-70% de clinker Portland
,30-45% de puzolana y 2-4%
de yeso
Adecuado para ser usado en climas
particularmente calurosos o para
coladas de grandes dimensiones.
Cemento siderúrgico
Tiene alta resistencia química,
de ácidos y sulfatos, y una alta
temperatura al fraguar. Cuenta
con una elevada alcalinidad
natural, que lo rinde
particularmente resistente a la
Obras de concreto en masa, incluso
de gran volumen, que requieran de un
bajo calor de hidratación.
140
TIPO DE CEMENTOPRINCIPALES
CARACTERÍSTICASUSOS RECOMENDADOS
corrosión atmosférica causada
por los sulfatos.
Cemento de
fraguado rápido
Se caracteriza por iniciar el
fraguado a los pocos minutos
de su preparación con agua.
Es apropiado para trabajos menores,
de fijaciones y reparaciones, no es
apropiado para grandes obras porque
no se dispondría del tiempo para
efectuar una buena colada.
Cemento aluminoso
Se produce a partir de la
bauxita con impurezas de
óxido de hierro (Fe2O3), óxido
de titanio (TiO2) y óxido de
silicio (SiO2). Adicionalmente
se agrega calcáreo o bien
carbonato de calcio.
Utilizado para obras de albañilería,
como material de agarre,
revestimiento de paredes, etc.
Mortero
Fabricado con cemento y
puzolana, lo que le da una
capacidad reaccionante dando
así excelentes propiedades
mecánicas, como lo es la
resistencia a la compresión,
hidraulicidad, trabajabilidad
(por su plasticidad y fraguado),
contracciones y expansiones
nulas.
Propiedades físicas y químicas del cemento
De acuerdo a la NORMA MEXICANA NMX-C-021-ONNCCE-2004, sobre INDUSTRIA DE LA
CONSTRUCCIÓN-CEMENTO PARA ALBAÑILERÍA-ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE
PRUEBA, algunas de las propiedades físicas del cemento son mostradas en la Tabla 15.
Tabla 15. Propiedades físicas del cemento.
PROPIEDAD CARACTERÍSTICA
Definida como la medida o tamaño de las partículas que
componen el cemento; expresada en cm²/gr. lo cual llamamos
141
PROPIEDAD CARACTERÍSTICA
FINURA
superficie de contacto o superficie específica. La finura del
cemento es su característica física principal, ya que como las
reacciones de hidratación se producen en la superficie de los
granos, sucede que cuanto más pequeño son éstos, más rápido
es el desarrollo de la resistencia así, un cemento de alta
resistencia inicial puede obtenerse con sólo moler más fino el
mismo clínker de un cemento corriente.
La finura de la molienda influye también en el calor de
hidratación, que se desarrolla más rápidamente en los cementos
más finos. La mayor finura confiere mayor trabajabilidad al
hormigón a igual dosis de agua; en esas condiciones los
cementos más finos tienen el inconveniente de su mayor
retracción, pero ésta queda compensada en la práctica, pues a
igual trabajabilidad exigen menos agua, y ésta influye en la
retracción.
Los efectos que una mayor finura provoca sobre la resistencia
se manifiestan principalmente durante los primeros siete días.
EXPANSIÓN AUTOCLAVE
Se refiere a la capacidad de una pasta endurecida para
conservar su volumen después del fraguado. La expansión
destructiva retardada o falta de sanidad es provocada por un
exceso en las cantidades de cal libre o de magnesia.
CONSISTENCIA NORMAL
Al agregar agua al cemento se produce una pasta (cemento más
agua), contiene fluidez a medida que se le va aumentando el
contenido de agua. La consistencia normal es un estado de
fluidez alcanzado por la pasta del cemento que tiene una
propiedad óptima de hidratación. Se expresa como un
porcentaje en peso o volumen de agua con relación al peso
seco del cemento.
W agua / W cemento = % Consistencia Normal.
El fraguado se define como el cambio de estado físico que sufre
una pasta desde la condición blanda hasta la rigidez. El
fraguado inicial de la pasta de cemento no debe ocurrir
demasiado pronto; el fraguado final tampoco debe ocurrir
142
PROPIEDAD CARACTERÍSTICA
TIEMPO DE FRAGUADO
demasiado tarde. Los tiempos de fraguado indican si la pasta
está desarrollando sus reacciones de hidratación de manera
normal. El yeso regula el tiempo de fraguado en el cemento.
También influyen sobre el tiempo de fraguado la finura del
cemento, la relación agua-cemento, y los aditivos usados. Los
tiempos de fraguado de los concretos no están relacionados
directamente con los tiempos de fraguado de las pastas debido
a la pérdida de agua en el aire (evaporación) o en los lechos y
debido a las diferencias de temperatura en la obra en contraste
con la temperatura controlada que existe en el laboratorio.
RESISTENCIA
MECÁNICA - FLEXIÓN Y
COMPRESIÓN
Los cementos deben ser capaces de conferir resistencias
iguales o superiores a las determinadas por las normas, en
probetas preparadas con un mortero cuyos componentes,
fabricación, conservación y ensayos están normalizados.
PÉRDIDA POR
CALCINACIÓN
La pérdida por calcinación del cemento se determina calentando
una muestra de cemento de peso conocido a 900 ºC a 1000 ºC
hasta que se obtenga un peso constante. Se determina
entonces la pérdida en peso de la muestra. Normalmente una
pérdida por calcinación elevada indica prehidratación y
carbonatación, que pueden ser causadas por un
almacenamiento prolongado e inadecuado o por adulteraciones
durante el transporte y la descarga.
PESO ESPECÍFICO
El peso específico expresa la relación entre la muestra de
cemento y el volumen absoluto.
Peso específico = m / V absoluto.
Donde; m = muestra del cemento,
V absoluto = Volumen de la materia sólida.
Preparación y acondicionamiento de las muestras: Prepare una pasta de cemento de
acuerdo con el procedimiento descrito en la norma NMX-C-057-ONNCCE
PROCEDIMIENTO: Determinación de los tiempos de fraguado: Una vez hecha la probeta,
se coloca inmediatamente en al gabinete o cuarto húmedo. Después de permanecer 30 min en el
143
cuarto húmedo, se determina la penetración de la aguja de 1 mm de diámetro del aparato de Vicat
y posteriormente cada 15 min, hasta que se obtenga una penetración de 25 mm o menor.
Determinación de la penetración: Para la determinación de la penetración, se baja la barra
B hasta que la aguja D quede en contacto con la superficie de la pasta, en este punto fije la barra B
con el tornillo E. Luego coloque el indicador F a una lectura cero en la escala, o tome una lectura
inicial. Afloje el tornillo E, con lo que la barra queda suelta y cae sobre la superficie de la pasta en
la cual penetra, a los 30 s de haber caído se aprieta el tornillo E y se toma la lectura en la escala
para determinar la penetración de la aguja. La barra debe soltarse aflojando el tornillo E y caer
libremente cuando se efectúen las determinaciones de tiempo de fraguado. Las penetraciones no
deben efectuarse a una distancia menor a 5 mm una de otras y ninguna de ellas se hará a una
distancia menor a 10 mm de la parte interior del molde.
Precauciones: Durante todo el ensayo el aparato debe estar libre de toda vibración. La
aguja de penetración debe siempre estar recta y limpia, ya que el cemento adherido a la aguja
causa que las penetraciones no se hagan adecuadamente y las lecturas obtenidas sean erróneas.
El tiempo de fraguado es afectado por el porcentaje y la temperatura del agua empleada,
por el grado de amasado que se le dé a la pasta y por la temperatura y humedad del ambiente, por
lo tanto el control de estas variables es fundamental en la realización del ensayo.
Cálculo y expresión de resultados: Se registran todas las lecturas de las penetraciones y
por interpolación se determina el tiempo correspondiente a la penetración de 25 mm; este es el
tiempo de fraguado inicial. El tiempo de fraguado final es aquel en el que la misma aguja no
penetra visiblemente en la pasta.
Repetibilidad y reproducibilidad: La desviación estándar entre un mismo operador se ha
encontrado que es 12 min para el tiempo de fraguado inicial dentro del rango de 50 min a 200 min
para el tiempo de fraguado final dentro del rango de 185 min a 312 min.
El resultado de dos ensayos adecuadamente realizados por un mismo operador a la misma
muestra, el tiempo de fraguado no debe de diferir en más de 34 min para el fraguado inicial y no
más de 56 min para la determinación del fraguado final. La desviación estándar de ensayos entre
diferentes laboratorios se ha encontrado que es de 16 min para el tiempo de fraguado inicial dentro
del rango de 50 min a 200 min y 43 min para el tiempo de fraguado final dentro del rango de 185
min a 312 min. El resultado de dos ensayos adecuadamente realizados por diferentes laboratorios
a la misma muestra, el tiempo de fraguado no debe diferir en más de 45 min para el fraguado
inicial y no más de 122 min para la determinación del fraguado final.
144
Informe de resultados: El informe de resultados debe contener como mínimo la siguiente
información: El reporte del tiempo de fraguado inicial y fraguado final con aproximación al minuto
Endurecimiento: Sin solución de continuidad pero separado convencionalmente del
fraguado, tiene un tiempo de solape y se define como “la progresiva adquisición de resistencias
mecánicas”. Las partículas se aprietan entre sí por interposición de cristales y adherencia coloidal,
dependiendo entonces el mayor o menor grado de resistencia de las películas coloidales y el gel
microcristalino, es decir, de los silicatos C3S y C2S.
El agua penetra poco a poco hacia el interior de los gránulos minerales hidratándolos,
produciéndose a la vez el fenómeno de retracción de la pasta y la adherencia del conjunto.
La duración del endurecimiento es indefinida, aunque se considera finalizado a los 28 días
en la mayoría de los cementos y en algún caso a los 90 días. Esta duración es más corta en
cementos finamente molidos y que han sido cocidos y enfriados adecuadamente.
El endurecimiento se ve perjudicado por el exceso de agua de amasado, la existencia de
materias orgánicas e inorgánicas en el agua o el árido y por las condiciones atmosféricas. El frio lo
retrasa, llegando a interrumpirse con la helada y el calor lo acelera pero le roba el agua, por lo que
se debe curar de forma continua.
El esquema de tiempos de hidratación en su conjunto es el siguiente:
ENDURECIMIENTO
AMASADO
P.F. F.F.
60 mm 12 h. 2 días 7 28
Cemento
+
Agua E. Liquido E. plástico E. sólido pétreo
FRAGUADO
Características Físicas y Mecánicas: Este tema lo planteamos en dos partes diferenciadas,
en la primera de ellas trataremos de analizar la estructura del cemento y la pasta que se obtiene al
mezclarlo con agua, así como los procesos de hidratación de sus constituyentes. El objetivo final
es el de exponer los conceptos básicos que puedan explicar el comportamiento de la pasta de
cemento y su fraguado y en consecuencia los efectos oportunos en el hormigón.
145
Finura de molido: El valor de la finura de un cemento decide la calidad de este en el
sentido más amplio, de modo que cuanto más elevado sea el grado de finura del aglomerante
acabado corresponderá una mayor superficie de exposición (superficie esférica) a las reacciones
de hidrólisis y por tanto a un mayor desarrollo de resistencias y poder hidráulico.
La influencia que el tamaño de grano de las partículas de clinker tiene sobre el valor de las
resistencias es de gran interés. La mayoría de los autores admiten que la fracción granulometría de
un cemento de 3 a 30 micras es la que da lugar prácticamente al desarrollo de resistencias y que
los cementos de altas resistencias iníciales requieren, como mínimo, un 10% entre 0 y 3 micras.
En contrapartida un aumento excesivo de finura exige un mayor control de la utilización
para evitar posibles fisuraciones.
La determinación de la finura de un cemento se puede terminar mediante 3 métodos:
Tamizado seco.
Tamizado húmedo.
Permeabilimeto Blaine.
El tamizado seco: consiste en determinar la cantidad de material retenido por el tamiz de
90 micras y expresar en tanto porciento la muestra sometido a ensayo.
